JP3932008B2

JP3932008B2 - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP3932008B2
Application number: JP17262499A
Authority: JP
Inventors: 正弘大澤; 信虎口; 浩藤井; 茂丸山
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2001007375A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００４】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００５】
上記の薄膜太陽電池モジュールとしては、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けたものが知られている。
【０００６】
上記太陽電池モジュールは、保護材がプラスチックのため、ねじれや引っ張り力に対する強度が弱く、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。そこで、特許第２６５１１２１号や特許第２７１９１１４号に記載されたように、太陽電池モジュールの裏面全体に補強板を設けたり、実開昭５５−２５３８３号公報に記載のように、非発電領域に補強材と電力リード線を兼用した構造のものが開発されている。
【０００７】
また、太陽電池モジュールの屋根などへの設置方法としては、下記のような方法が知られている。樹脂の保護材で封止された太陽電池モジュールの設置方法としては、例えば、前記特許第２６５１１２１号公報に記載された方法が知られている。図１９にその概略構成を示し、図１９において９２０は屋根の野地板、９１０は野地板にボルトで取り付けられた太陽電池モジュール８００の受け部材である。太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの補強板と充填材と透光フィルムとを、受光面と反対側に折り曲げたものとなし、太陽電池モジュールを設置する際には、この折り曲げ部を前記受け部材９１０に嵌合させて、太陽電池モジュールを固定する方法が採用されている。
【０００８】
一方、ガラスカバー型太陽電池モジュールの設置方法としては、下記の方法が知られている。図１７は太陽電池アレイの部分平面図、図１８は図１７のＤ−Ｄに沿った断面図である。太陽電池アレイ１は図示しない屋根面に太陽電池モジュール２を複数個、平面状に設置して構成しており、さらには屋根の野地板３の表面にルーフィング材４が敷かれ、固定部材５が木ネジ６などで野地板３に固定されている。太陽電池モジュール２は略四角形平板のガラス７の四辺がフレーム８で保持固定され、フレーム８は固定部材５にネジ９で固定されている。一方、端子箱１０に接続されたケーブル１１は、太陽電池モジュール２を固定部材５に取付ける際、フレーム８の貫通穴１２を通して隣接する太陽電池モジュール２のケーブル１１とジョイント１３で電気的に直並列的に接続され、図示しないインバータに接続される。また隣接する太陽電池モジュール２のフレーム８にはカバー部材１４が取付けられ、雨水が屋根裏に侵入するのを防止している。なお、固定部材５の突起部５ａは万一、雨水が侵入しても野地板３に流入しない役目をなすもので図示はしないが、屋根傾斜面に沿って軒先側に流れて外に排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記実開昭５５−２５３８３号公報に記載の太陽電池モジュールの場合、フレキシブル性がなく重量も増大する問題があり、特許第２６５１１２１号公報に記載された太陽電池モジュールの場合、全面補強故にモジュール重量が増大し、また、モジュールの設置方法と関連して、補強板と充填材と透光フィルムとを受光面と反対側に折り曲げる構造のため、作業性が悪く加工費用が嵩み、また、大型の曲げ加工設備を必要とするなど全体としてコストが増大する。さらに、太陽電池モジュールの寸法を小さくした場合、ある広さの太陽電池アレイを構築する場合に取付け回数が増えて、作業工数が増す。また太陽電池モジュール毎に端子やケーブルが必要になり、太陽電池モジュールのコストが、この観点からも増大する。
【００１０】
一方、前記ガラスカバー型太陽電池モジュールの設置方法においては、下記のような問題がある。
【００１１】
(1)ガラスを用いているために太陽電池モジュールが重く、比較的多用される略90cm×90cmの寸法では約８〜９kgなる。特に大きな太陽電池モジュールを製作するほど重くなり、ガラス板の製作性も悪く、コスト高となる。
【００１２】
(2)ガラスは直接、取付け架台にネジ止めなどの機械的固定が出来ないため、ガラスを支持する支持枠（フレーム）が必要となる。支持枠は重いガラスを支承するため強固な枠体となり、その結果、さらに太陽電池モジュールが重くなり、かつ支持枠のコストが加わってコスト高となる。
【００１３】
(3)太陽電池モジュールは家屋の屋根に搭載されるのが大半であり、足場の悪い屋根に施工する際に持ち運びが困難で作業性が悪く、落とした場合に割れて思わぬ怪我をすることがある。
【００１４】
(4)コロニアルなど軽量瓦を使った既設屋根に施工する場合、重量物であるため、屋根を補強しなくては施工出来ない。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、軽量およびフレキシブル性を維持しつつ，モジュール強度も維持し、設置が容易でかつコスト低減を図った太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設け、前記保護層は、太陽電池の受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡからなる第１の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第２の保護層と，ＥＶＡに無機繊維または有機繊維を充填した第３の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第４の保護層と、さらに太陽電池の非受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡまたはＥＶＡに無機繊維ないし有機繊維を充填した第５の保護層と，ＥＴＦＥ，ＣＰＥまたはポリイミドからなる第６の保護層と，ＥＶＡからなる第７の保護層と，金属板からなる第８の保護層とからなるものとする（請求項１）。また、前記請求項１に記載のものにおいて、前記ＥＶＡからなる第７の保護層および金属板からなる第８の保護層に代えて、ＥＶＡに無機繊維または有機繊維の織布を充填した第７の保護層を設けたものとする（請求項２）。
【００１７】
上記によれば、太陽電池モジュールは、軽量，フレキシブル性およびモジュール強度を維持でき、設置が容易でかつ全体としてコスト低減を図ることができる。
【００１８】
前記太陽電池モジュールの実施態様としては、防水，絶縁などの安全性や強度ならびに設置条件その他のニーズに応じて、種々の態様をとり得る。
【００１９】
例えば、前記太陽電池モジュールにおいて、前記取付け穴にハトメを挿入したものとする（請求項３）。また、請求項１に記載のものにおいて、前記非発電領域に形成した保護層の一部に補強部材を配設し、この補強部材に太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設けたものとする（請求項４）。前記補強部材は、金属製平板もしくは、無機繊維または有機繊維で強化した樹脂板とする（請求項５，６）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施の形態について以下に述べる。
【００２１】
（実施形態１）
図１は本発明の太陽電池モジュールの上面図、図２は図１のＡ−Ａに沿った断面図である。図１，２に示すように、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池１００を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層１００Ａおよび１００Ｂを設けた太陽電池モジュール１２０において、太陽電池１００の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴１１７を設ける。
【００２２】
図１，２においては、太陽電池１００の受光面側（光入射側）の上面にはＥＶＡで構成された第１の保護層１０１、その上面にＥＴＦＥまたはＣＰＦで構成された第２の保護層１０２、その上面にはガラス不織布にＥＶＡを充填した第３の保護層１０３、さらにその上面にはＥＴＦＥで構成された第４の保護層１０４、一方、太陽電池１００の非受光面側（光入射側と反対側の下面）には、ＥＶＡで構成された第５の保護層１０５、その下面にはＥＴＦＥまたはＣＦＰ乃至はＰＩで構成された第６の保護層１０６、その下面にはＥＶＡで構成された第７の保護層１０７、さらにはその下面にはステンレス、またはアルミニューム、もしくは鉄板の金属板で構成された第８の保護層１０８で一体的に挟持、接合している。
【００２３】
ここで第１の保護層１０１、第５の保護層１０５は太陽電池１００を封止し、機械的ストレスや熱的ストレスが太陽電池１００に加わるのを緩和、抑制するものであり、第２の保護層１０２は防水、防湿の役目、第３の保護層１０３は外部からの機械的衝撃や応力の緩和の役目、第４の保護層１０４は表面に塵埃などの汚損、光遮蔽物質の付着を抑制するものである。また第６の保護層１０６は防水、防湿の役目に加えて太陽電池１００と第８の保護層１０８との電気的絶縁の役目をなすものであり、第７の保護層１０７は接着、及び機械的熱的ストレスの緩和の役目、第８の保護層１０８は機械強度体としての役目をそれぞれ成すものである。
【００２４】
一方、太陽電池１００の両側方には、メッキ銅箔線などの帯状の電力リード線１０９が太陽電池１００と略同一平面上に配置され、導電性粘着テープ、若しくは銅箔線をハンダ付けして用いる接続線１１０で電気的に太陽電池１００と電力リード線１０９が接続されている。電力リード線１０９の端部に位置する第８の保護層１０８の表面には端子箱１１１が接着、または図示しないネジなどで固定され第５の保護層１０５から第８の保護層１０８を貫通して開けられた穴１１２を通って引出し線１１３が電力リード線１０９とハンダ付けなどにより電気、機械的に接続、固定されている。引出し線１１３の他端部は、端子箱１１１に取付けられたケーブル１１４の導体部１１５にネジ１１６、若しくは図示しないハンダ付けにより電気的機械的に接続固定されている。なお、穴１１２は引出し線１１３の太さに比較して充分大きな穴径であり、第８の保護層１０８と引出し線１１３の電気的絶縁は保たれており、必要に応じて引出し線１１３は被覆電線、若しくは絶縁チューブを被せる、穴１１２に絶縁樹脂を充填するなどの方法をとる。
【００２５】
他方、第１の保護層１０１から第８の保護層１０８は太陽電池１００の側方に延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に電力リード線１０９を避けてその外側に第４の保護層１０４から第８の保護層１０８を貫通して取付け穴１１７が設けられており、全体として四角形平板の太陽電池モジュール１２０を構成している。
【００２６】
本構成は、取付け穴１１７を介して後述する固定部材にネジなどで取付けた場合、第８の保護層１０８の機械強度体に加えて第１から第７の保護層、特に第３の保護層１０３が機械強度体としての役目を分担し、且つ他の保護層、特に第１、５、７の保護層１０１、１０５、１０７がネジで締結した場合のバネ体として働くため、ネジに挿入するスプリングワッシャを省略することが出来る。しかして本構成を取ることで、取付けフレームを使用せずに、且つ非発電領域の折り曲げ加工を施さなくても、施工強度を向上することが出来、風雨や外部からの機械的熱的ストレスに対しても充分耐えうる太陽電池モジュールが提供できる。
【００２７】
（実施形態２）
図３，４，５は請求項４ないし６に関わる本発明の異なる実施例の太陽電池モジュールの上面図、図４，５は図３のＢ−Ｂ断面である。
【００２８】
図３，４に於いて、第１の保護層１０１から第８の保護層１０８は太陽電池１００の側方に延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に電力リード線１０９を避けてその外側で第１の保護層１０１と第５の保護層１０５との間に帯状平板の補強部材１２１を挿入して第１の保護層１０１と第５の保護層１０５で接合し、第４の保護層１０４から第８の保護層１０８を貫通して取付け穴１１７を設けて、全体として四角形平板の太陽電池モジュール１２０を構成している。
【００２９】
図３，５においては、第１の保護層１０１から第８の保護層１０８を太陽電池１００の側方に延長して非発電領域を形成する際、第６の保護層１０６のみ、若しくは第５、６の保護層１０５、１０６の延長長さを他の保護層より短くし、この短くした保護層の外側の非発電領域に電力リード線１０９を避けて、第１の保護層１０１と第５の保護層１０５若しくは第１の保護層１０１と第７の保護層１０７との間に帯状平板の補強部材１２１を挿入して第１の保護層１０１と第５の保護層１０５若しくは第７の保護層１０７で接合し、第４の保護層１０４から第８の保護層１０８を貫通して取付け穴１１７を設けて、全体として四角形平板の太陽電池モジュール１２０を構成している。
【００３０】
上記補強部材１２１は、ステンレス、アルミニューム、鉄板などの金属材料、ガラス不織布、ガラス織布などの無機繊維材料若しくは有機繊維材料、ポリイミド板などの有機材料、もしくはガラス繊維充填エポキシ樹脂板などの有機・無機混合材料が用いられる。
【００３１】
本構成は、補強部材１２１を太陽電池モジュール１２０の端部強度補強体としたもので、太陽電池モジュール１２０全体の折り曲げ強度が向上する他、取付け穴１１７を介して後述する固定部材にネジなどで取付けた場合、第８の保護層１０８の機械強度体に加えて、第３の保護層１０３が機械強度体としての役目を果たすための接続担体として機能し、施工強度を向上することが出来、風雨や外部からの機械的熱的ストレスに対しても充分耐えうる太陽電池モジュールが提供できる。
【００３２】
また補強部材１２１は、電力リード線１０９が配置されている二つの辺１２２の他、直交する他の二つの辺１２３にも同様な方法、材料で設けることにより太陽電池モジュール１２０全体の折り曲げ強度がより向上する。この場合、四隅で当接する補強部材１２１の端部同志を溶接、融着、接着などで接合することが機械的強度を向上させるために望ましい。
【００３３】
さらに、補強部材１２１は、上記のように太陽電池モジュールの周辺全体に設けずに、取付け穴１１７に応じた位置の部分にのみに小サイズの補強部材を配設することもできる。
【００３４】
（実施形態３）
図６は本発明の請求項３に関わる実施例で図１のＡ−Ａに沿った断面図である。図６において、第１から第８の保護層、並びに電力リード線、端子箱などは実施形態１と同じであり、説明を省略する。非発電領域に電力リード線１０９を避けてその外側に第４の保護層１０４から第８の保護層１０８を貫通して開けられた取付け穴１１７には、ハトメ１３１が固定されている。ハトメ１３１は、中空の金属パイプを固定穴１１７に挿入し、第４の保護層１０４と第８の保護層１０８側から図示しない工具でカシメられて構成され、中空の有機材料製のパイプを使用して熱溶融で構成することも出来る。
【００３５】
本ハトメは第１の保護層１０１から第８のは１０８を機械強度保持体として一体化する役目を持ち、実施形態２と同様な太陽電池モジュール１２０の施工時の機械強度向上を図ったものである。
【００３６】
（実施形態４）
図７は本発明のさらに異なる実施例で、図１のＡ−Ａに沿った断面図である。図７に於いて、第５の保護層１０５にはガラスなどの無機繊維、若しくはアラミドやナイロンなどの有機繊維の不織布、または織布を充填材１４１として挿入している。
【００３７】
本構成は実施形態１に加えてさらに太陽電池モジュール１２０の機械的強度の向上を図り、太陽電池１００を背面側から補強したもので、さらには太陽電池モジュール１２０を真空ラミネータ装置で熱融着して製作する場合、太陽電池１００の背面側、即ち第５の保護層１０５に残存し易い空気を抜けやすくして、太陽電池モジュール１２０内の気泡残存を除去する効果を狙ったものである。
【００３８】
（実施形態５）
図８は本発明の請求項２に係るさらに異なる実施例で、図１のＡ−Ａに沿った断面図である。図８において、図２の第８の保護層１０８を取り除き、第７の保護層１０７にガラスなどの無機繊維、若しくはアラミカやナイロンなどの有機繊維の織布を充填材１５１として挿入したものである。
【００３９】
本構成は太陽電池モジュール１２０の軽量化を図ったもので、例えば図２における第８の保護層１０８を0.5mm厚×90cm×90cmの鉄板とした場合、約3.2kgの重量となり、図１７，１８の従来例のガラス７より軽量であるものの屋根に多量に設置した場合、相当の重量となる。本構成の織布の場合の重さは500g〜1kg程度であり、軽量化が充分図れ、また機械的強度も鉄板に比較して若干低下するものの、充分使用に耐えることが出来、加えてコストも低減できる。
【００４０】
（実施形態６）
図９，１０は本発明の太陽電池モジュールの設置方法に関する実施例を示すもので、図９は太陽電池アレイの上面図、図１０は図９のＣ−Ｃ部分断面図である。図９に於いて、太陽電池アレイ２００は図示しない屋根面に太陽電池モジュール１２０を複数個、平面状に設置して構成している。
【００４１】
図１０においては、屋根の野地板３の表面にルーフィング材４が敷かれ、その断面形状が略Ｉ字状のアルミニュームなどの金属製、若しくはエポキシ樹脂などの構造用有機材料で構成された固定部材２０１が木ネジ６などで野地板３に固定されている。
【００４２】
太陽電池モジュール１２０は、第４の保護層１０４を光入射側に、第８の保護層１０８を光入射側と反対側にして、第８の保護層１０８の非発電領域を、例えばブチルゴムなどで構成された緩衝材２０２を介して固定部材２０１の上リム２０３の上面に当接し、隣接する太陽電池モジュール１２０の側方の端部２０４の間に隙間２０５を開けて置かれている。
【００４３】
一方、断面形状が略Ｔ字状のアルミニュームなどの金属製、若しくはエポキシ樹脂などの構造用有機材料で構成された押え具２０６は、その略中央の突起部２０７が前記の隙間２０５に挿入され、且つ先端部２０８が固定部材２０１のほぼ中央部に設けられた溝２０９に嵌め込まれている。
【００４４】
他方、突起部２０７から左右に延びた平板部２１０は、ブチルゴムなどの弾力性を有する有機材料で構成した当て板２１１を介して隣接する太陽電池モジュール１２０の非発電領域に当接し、押え具２０６の平板部２１０に開けられた穴２１２、当て板２１１に開けられた穴２１３、太陽電池モジュール１２０の取付け穴１１７、緩衝材２０２に開けられた穴２１４、固定部材２０１に開けられた穴２１５を連通して差し込みピン２１６で押え具２０６、当て板２１１、太陽電池モジュール１２０、緩衝材２０２、固定部材２０１を一体的に固定している。また、差し込みピン２１６は、その先端２１７が他のピン直径より大きく鏃(ヤシ゛リ)状になっており、かつ中央部にスリットが設けられ、差し込んだ後、抜けない構造となっている。
【００４５】
本構造によれば、Ｉ字状固定部材を屋根の野地板に所定の間隔で固定した後、その上面に本発明の太陽電池モジュールを配置して押え具で簡単に位置決めを行いつつ、差し込みピンで固定することにより、容易に且つ特別な熟練度を有することなく、簡易施工が出来る。なお、緩衝材は実施形態２、３で述べた太陽電池モジュール形態をとる場合、太陽電池モジュールの厚さ方向の弾力性を期待することが出来ないため、必要に応じて使用するもので、例えば実施形態１の構造をとる場合や、当て板に弾力性があり、その弾力性が太陽電池アレイシステムを使う期間において期待できる場合は省略しても良い。
【００４６】
（実施形態７）
図１１は本発明の太陽電池モジュールの設置方法の異なる実施例を示すもので、図９のＣ−Ｃ部分断面図である。
【００４７】
図１１において、その断面構成は図１０と同じであり、固定手段を差し込みピン２１６に代えて、スクリュウ式タッピングネジ２３０としたものであり、構成の効果は実施形態６とほぼ同じである。
【００４８】
図１２は実施形態６、７の固定部材、押え具の断面斜視図であり、これらを図を使って補足説明する。
【００４９】
図１２において、アルミニュームなどの金属製、若しくはエポキシ樹脂などの構造用有機材料で構成された固定部材２０１はその断面構造がＩ字状でレール構造となっており、その上面側は略中央に溝２０９が長手方向に設けられ、溝２０９を境に左右に伸びた上リム２０３には太陽電池モジュール１２０の固定穴１１７と同一ピッチ寸法で穴２１５が開けられている。
【００５０】
一方、固定部材２０１の下面側にもステー２１８から左右に下リム２１９が伸びており、下リム２１９の下面が図１０，１１のルーフィング４に当接する。また下リム２１９には上方に向けて突起２２０が設けられており、これは万一、太陽電池モジュール１２０側から雨水が侵入した場合、屋根裏に漏れないように、雨樋の役目をなすものである。なお、突起２２０の外側の下リム２１９に開けた穴２２１は固定部材２０１をルーフィング４を介して野地板３に取付ける際の木ネジ６の通し穴である。
【００５１】
図１２のアルミニュームなどの金属製、若しくはエポキシ樹脂などの構造用有機材料で構成された押え具２０６はその断面形状がＴ字状のレール構造であり、その略中央の突起部２０７の先端部２０８は、固定部材２０１の溝２０９に嵌め込まれるように構成されている。
【００５２】
一方、突起部２０７を中心に左右に延びた平板部２１０には、太陽電池モジュール１２０の固定穴１１７と同一ピッチ寸法で穴２１３が開けられている。
【００５３】
しかして押え具２０６の突起部２０７で隣接する太陽電池モジュール１２０の左右方向の位置決めをしつつ、固定部材２０１の上リム２０３と押え具２０６の平板部２１０で太陽電池モジュール１２０を挟み込み、穴２１３、穴２１５に挿入されるネジやピンで締結固定される。
【００５４】
（実施形態８）
図１３は本発明の太陽電池モジュールの設置方法のさらに異なる実施例を示すもので、図９のＣ−Ｃ部分断面図であり、図１０，１１，１２の固定部材の構造を変えたものである。
【００５５】
図１３において、屋根の野地板３の表面にルーフィング材４が敷かれた上には、断面形状が略Ｕ字状でその両先端部３０２が中央に或る隙間３０３を持って内側に折り曲げられたアルミニュームなどの金属製、若しくはエポキシ樹脂などの構造用有機材料で構成された固定部材３０１が木ネジ６などで野地板３に固定されている。両先端部３０２の上面３０４には実施形態６で示した如く、太陽電池モジュール１２０などが配置され、スクリュウ式タッピングネジ２３０などで一体的に固定されている。これら構造詳細は実施形態６と同じであり、説明は省略する。
【００５６】
隙間３０３は図１２の溝２０９と同じ作用をするもので、押え具２０６の突起部２０７が挿入される。固定部材３０１の内側の空間３０６は、雨樋の役目を成すものであり、固定部材３０１の底面の中央部は盛上がり部３０５を有して、この部分を木ネジ６で締結することで、木ネジの間隙を縫って野地板に雨水が侵入するのを防いでいる。
【００５７】
本構成の固定部材は、図１２の固定部材に比較して金型による押出し、引抜き加工や金型成形(モールド成形)の他、板金成形も可能で、固定部材としての機能を満足させつつ、安価なコストで製作出来る。
【００５８】
（実施形態９）
図１４，１５，１６は、本発明の太陽電池モジュールの傾斜屋根への設置方法の実施例を示すもので、図１４は上面図、図１５は側面図、図１６は連結金具取付け構造を示す斜視図である。
【００５９】
本発明の連結金具は、屋根の流れ方向に対して隣接する太陽電池モジュール１２０を連結する手段であり、実施形態６〜８に示した固定部材２０１、３０１は屋根の流れ方向に沿って(平行)に設置され、流れ方向と直角方向に位置する太陽電池モジュール１２０を締結するものである。これに対して本発明の連結金具は、屋根の流れ方向の上下方向に隣接する太陽電池モジュール１２０を連結するもので、流れ方向の直角方向に位置する太陽電池モジュール１２０の端部の二辺に連結金具を設けるものである。
【００６０】
図１４，１５，１６において、太陽電池モジュール１２０の屋根流れ方向と直角方向に位置する端部４０６、４０７には、その先端４０２が折り曲げられ、連結金具材料の板厚とほぼ同じ、もしくは僅かに広い噛み合い隙間４０３を構成した断面形状が略Ｊ字状平板の連結金具４０１が、太陽電池モジュール１２０に開けられた穴４０５、並びに同じ寸法で開けられた連結金具４０１の穴４０４を介してここではカシメピン４０９で固定されている。なお、連結金具４０１の材料は、耐候性を有するステンレス板やアルミニューム板、塗装・メッキ鉄板などの金属板、もしくは有機材料の平板が用いられる。
【００６１】
連結金具４０１の取付けは、屋根流れ方向の下流側に位置する端部４０６では連結金具４０１の先端４０２を下向きにして太陽電池モジュール１２０の第８の保護層１０８の表面にその平面部４１０を当接して、屋根流れ方向の上流側に位置する端部４０７では連結金具４０１の先端４０２を上向きにして太陽電池モジュール１２０の第４の保護層１０４の表面にその平面部４１０を当接して取付けられる。
【００６２】
しかして太陽電池モジュール１２０を屋根に施工する際、流れ方向上下に位置する太陽電池モジュール１２０の連結金具４０１の先端４０２を噛み合い隙間４０３に噛み合わせて施工する。
【００６３】
本構成によれば、降雨の際、雨水は太陽電池モジュール１２０の表面、ここでは第４の保護層１０４の表面を屋根の流れ方向に沿って流れ落ち、流れ方向の端部４０６、４０７では、連結金具４０１の折り曲げられた先端４０２が、水切りの役目を果たして屋根裏に雨水が侵入するのを防ぐ効果を有する。また連結金具４０１で上下の太陽電池モジュール１２０を固定する役目も果たし、強風時に太陽電池モジュール１２０があおられて破損したり、振動して騒音を発生するのを防ぐ。
【００６４】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設け、前記保護層は、太陽電池の受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡからなる第１の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第２の保護層と，ＥＶＡに無機繊維または有機繊維を充填した第３の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第４の保護層と、さらに太陽電池の非受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡまたはＥＶＡに無機繊維ないし有機繊維を充填した第５の保護層と，ＥＴＦＥ，ＣＰＥまたはポリイミドからなる第６の保護層と，ＥＶＡからなる第７の保護層と，金属板からなる第８の保護層とからなるものとすることにより、あるいは、前記ＥＶＡからなる第７の保護層と，金属板からなる第８の保護層に代えて、ＥＶＡに無機繊維または有機繊維の織布を充填した第７の保護層を設けたものとすることにより、軽量，フレキシブル性およびモジュール強度を維持し、かつ設置が容易な太陽電池モジュールが提供できる。
【００６５】
また、上記太陽電池モジュールによれば、その設置方法として、前述のように、太陽電池モジュールを取り付けるための固定部材と、この固定部材の上面部に太陽電池モジュールを載置した後太陽電池モジュールを上方から前記固定部材に押圧固定するための押え具と、前記押え具と太陽電池モジュールと固定部材とを一体に固定するためのさし込みピンまたはタッピングネジからなる固定具とを設け、前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状またはＵ字状の取付けレールであって、このＩ字状またはＵ字状断面の上面部分の略中央部分に溝または隙間を設けてなり、この溝または隙間を避けた上面部分に隣接する太陽電池モジュールをそれぞれ搭載し、かつ、取付けレールの下面部分を屋根の野地板などの設置部材に当接して固定し、前記押え具は、その断面形状を平板の中央部分に突起部を有したＴ字レール状となし、このＴ字状レールの突起部を、隣接する太陽電池モジュールの隙間および前記固定部材の略中央部分に設けた溝または隙間とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＴ字状レールの平板部分を隣接する太陽電池モジュール双方の上面に当接して取付け、太陽電池モジュールの非発電領域に設けた前記取付け穴と，この穴に応じて前記押え具および固定部材に設けた穴とに跨がって、前記固定具を貫通固定することにより太陽電池モジュールを設置することとすることにより、モジュールの設置の作業性の向上を図ることができる。
【００６６】
さらに、太陽電池モジュールを傾斜面に設置するに際しては、前述のように断面形状がＪ字状平板の連結金具を設け、屋根傾斜面流れ方向上下に隣接する太陽電池モジュールの連結金具の折り返し部分を嵌め合わせて、ネジ若しくはリベットないし接着材などの固定部材により固定することにより太陽電池モジュールを傾斜面に対して好適に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの要部構成を示す上面図
【図２】図１の太陽電池モジュールの断面図
【図３】本発明の太陽電池モジュールの異なる実施例の要部構成を示す上面図
【図４】図３の太陽電池モジュールの断面図
【図５】図４とは異なる実施例の断面図
【図６】請求項２ないし５に関わる太陽電池モジュールの断面図
【図７】本発明の太陽電池モジュールのさらに異なる実施例の要部構成を示す断面図
【図８】本発明の太陽電池モジュールのさらに異なる実施例の要部構成を示す断面図
【図９】本発明の太陽電池モジュールの設置方法の実施例を示す上面図
【図１０】図９の太陽電池モジュールの設置構造を示す断面図
【図１１】太陽電池モジュールの図１０とは異なる設置構造を示す断面図
【図１２】固定部材および押え具の斜視図
【図１３】太陽電池モジュールの異なる設置構造を示す断面図
【図１４】本発明の太陽電池モジュールの傾斜面への設置方法の実施例を示す上面図
【図１５】図１４の太陽電池モジュールの設置構造を示す断面図
【図１６】連結金具の斜視図
【図１７】従来の太陽電池モジュールの設置方法の一例を示す上面図
【図１８】図１７の太陽電池モジュールの設置構造を示す断面図
【図１９】従来の太陽電池モジュールの異なる設置方法を示す斜視図
【符号の説明】
１００：太陽電池、１００Ａ：受光面側保護層、１００Ｂ：非受光面側保護層、１０１：第１の保護層、１０２：第２の保護層、１０３：第３の保護層、１０４：第４の保護層、１０５：第５の保護層、１０６：第６の保護層、１０７：第７の保護層、１０８：第８の保護層、１０９：電力リード線、１１０：接続線、１１１：端子箱、１１２：穴、１１７：取付け穴、１２１：補強部材、１３１：ハトメ、１４１：充填材、２０１，３０１：固定部材、２０６：押え具、２１６：差し込みピン、２３０：タッピングネジ、４０１：連結金具。

Claims

電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設け、前記保護層は、太陽電池の受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡからなる第１の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第２の保護層と，ＥＶＡに無機繊維または有機繊維を充填した第３の保護層と，ＥＴＦＥまたはＣＰＥからなる第４の保護層と、さらに太陽電池の非受光面側であって太陽電池側から順次設けたＥＶＡまたはＥＶＡに無機繊維ないし有機繊維を充填した第５の保護層と，ＥＴＦＥ，ＣＰＥまたはポリイミドからなる第６の保護層と，ＥＶＡからなる第７の保護層と，金属板からなる第８の保護層とからなることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１に記載のものにおいて、前記ＥＶＡからなる第７の保護層および金属板からなる第８の保護層に代えて、ＥＶＡに無機繊維または有機繊維の織布を充填した第７の保護層を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１または２に記載のものにおいて、前記取付け穴にハトメを挿入したことを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１または２に記載のものにおいて、前記非発電領域に形成した保護層の一部に補強部材を配設し、この補強部材に太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項４に記載のものにおいて、前記補強部材は、金属製平板であることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項４に記載のものにおいて、前記補強部材は、無機繊維または有機繊維で強化した樹脂板であることを特徴とする太陽電池モジュール。