JP3940944B2 - 太陽電池モジュールの設置方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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の設置方法に関する。
【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、量産性において優れたプラスチックフィルムないしは絶縁被覆した金属基板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やステッピング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、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。本件出願人は、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ることを目的とした太陽電池モジュールとその設置方法の開発を行い、特願平１１−１７２６２４号により提案している。下記にその一例を示す。
【０００６】
図１３は太陽電池モジュールの上面図、図１４は図１３のＡ−Ａに沿った断面図、図１５は太陽電池アレイの部分上面図、図１６は図１５のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【０００７】
図１３、１４において、太陽電池１には太陽光入射側（受光面側）に接着層２、その上面に耐候性樹脂層３、光入射側と反対側（非受光面側）に接着層４、その下側に補強層５からなる保護層が積層され、図示しないラミネート装置で加熱融着して一体化されている。また接着層２、４、耐候性樹脂層３、補強層５は太陽電池１の両側方に延長されて非発電領域を形成し、この非発電領域には太陽電池１から電力を導く電力リード線６が置かれ、太陽電池１の図示しないプラス極、マイナス極にそれぞれ渡り線７で接続され、さらにその外側には太陽電池モジュール２０を図示しない固定部材に取付ける為の固定穴８が耐候性樹脂層３から補強層５までの保護層を貫通して開けられている。
【０００８】
ここで接着層２、４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）が用いられ、耐候性樹脂層５にはＥＴＦＥ（エチレン・トリフロロエチレン）単体層若しくはガラス不織布にＥＶＡを充填したものを重ねた多層体が用いられ、補強層５にはステンレス、アルミニューム、鉄板などの金属平板、またはガラス織布にＥＶＡやＴＨＶなどを充填したものが用いられる。
【０００９】
一方、補強層５の上には電力端子箱９が接着、もしくは図示しないネジで締結固定され、接着層４、補強層５を貫通して開けられた穴１１には接続線１２が挿入されてその端部が電力リード線６とハンダ接続され、他端部がケーブル１０の導体芯線１４とネジ１３で締結固定されて全体として太陽電池モジュール２０を形成している。
【００１０】
図１５、１６において、太陽電池アレイ５０は、屋根面に太陽電池モジュール２０を複数個、縦横に平面的に配置されて構成される。太陽電池モジュール２０は、屋根の野地板３１の表面に敷かれたルーフィング材３２を介し、木ネジ３３などで野地板３１に固定された取付けレール３４に跨って配置され、押え具３５を介してロックピン３６で取付けレール３４に固定される。なお図１６では、太陽電池モジュール２０を一枚の板に模擬して表わし、各構成層の表示は省略している。
【００１１】
さらに、取付けレール３４への太陽電池モジュール２０の取付けは、隣接する取付けレール３４のロックピン３６が差し込まれる取付け穴３８のピッチ寸法が、太陽電池モジュール２０の固定穴８のピッチ寸法と等しくなるよう、予め取付けレール３４が野地板３１の上に施工されており、太陽電池モジュール２０がほぼ均一な平面となるように野地板３１側の面を支えつつ、固定穴８と取付け穴３８の位置合せをしてロックピン３６を差し込む。なお、固定穴８は多少に位置ずれが生じてもロックピン３６を差し込めるよう、ロックピン３８の直径寸法より大きい穴寸法で開けられている。また、取付けレール３４の取付け穴３８のピッチ寸法は、図示しない隣接取付けレール間を繋ぐ部材で位置出し固定されるか、ピッチ寸法を規制する位置出し冶具を用いて位置出しされる。
【００１２】
一方、電力端子箱９に取付けられたケーブル１０は、野地板３１と太陽電池モジュール２０とで形成する空間３７で、ケーブル１０の先端に付けられた図示しないジョイントが直並列的に電気接続され、図示しないインバータに接続されて負荷に電力を供給する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特願平１１−１７２６２４号に記載の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。
【００１４】
(1)取付けレールにロックピンで固定された太陽電池モジュールは、自重で中央部分がお椀状に凹み、その中央部分に雨水が溜まる。この雨水は僅かながら有機保護層に水分を浸透させ、太陽電池材料に電気化学的な腐食を生じさせて出力特性を損ね、太陽電池モジュール寿命を短くする。
【００１５】
(2)また、中央の凹み部分に雨水とともに塵埃が堆積して、太陽電池への入射光が遮られ、太陽電池出力が低下する。特に太陽電池の受光面が部分的に遮られるとその部分が発熱してホットスポットとなり、太陽電池自体や封止有機材料を傷めるとともに、最悪時には火災を発生する。
【００１６】
(3)中央の凹みを極力無くすために、固定穴８の直径をロックピン３６の直径に近づけ、且つ取付け穴３８のピッチ寸法と固定穴８のピッチ寸法を等しくしようとした場合には、僅かな位置出しの誤差が生じても取付けが出来なくなる。従って取付け作業には困難さを伴い、且つ時間を要して取付けコストが上昇する。また、取付けが出来たとしても、中央の凹みは本質的に無くすことが出来ない。
【００１７】
(4)外気温度変化により、太陽電池モジュールは熱膨張収縮を繰り返すが、これにより、太陽電池モジュール自体若しくはロックピンが破損する場合がある。即ち、夏場の気温が高いときに施工した場合、冬場になり気温が低下すると太陽電池モジュールが熱収縮して、収縮応力が太陽電池モジュール自体、またはロックピンに加わって破損する場合がある。また、反対に冬場に施工した場合、夏場の高い気温で熱膨張を生じて、太陽電池モジュールの凹みが大きくなって前述の問題が発生する。特に夏場の気温が高いときは太陽電池モジュールの封止有機材料の温度も高くなり、有機材料は温度が高いほど水分が通し易くなるために、前述の問題が短期間で発生して寿命をさらに短くする。
【００１８】
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、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止と、周囲温度の変化に伴う熱応力の発生およびモジュールの凹み拡大の防止を図りつつも、美観を損なわずかつ設置作業性の向上を図り、さらにモジュールの設置コストの低減を図った太陽電池モジュールの設置方法を提供することにある。
【００１９】
【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、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた平板状の太陽電池モジュールの設置方法であって、屋根などの設置部材へ固定されて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ロックピンとにより、太陽電池モジュールと固定部材とを前記固定穴を介して一体に固定設置する際に、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置する太陽電池モジュールの設置方法において、
前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状の取付けレールであって、このＩ字状断面の上面部分の略中央部分に溝を設けてなり，かつ溝の両側の前記上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面を有して前記中央部分とともに略Ｙ字状断面を構成してなり、前記溝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、その断面形状が、中央部分に突起部を有しこの突起部の左右両側に傾斜面を有した略Ｙ字状レールとなし、このＹ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とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＹ字状レールの傾斜面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固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することとする（請求項１）。
【００２０】
また、請求項１に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、前記請求項１に記載の固定部材とは異なる固定部材と、請求項１に記載の押え具とロックピンとを設け、前記異なる固定部材は、その断面形状が略Ｕ字状で，その両先端部分を所定の隙間を以って内側に折り曲げた取付けレールとなし、かつ隙間の両側の取付けレール上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面となし、前記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、前記押え具のＹ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異なる固定部材の隙間とに嵌め合せるとともに、太陽電池モジュールの非発電領域に設けた固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することとする（請求項２）。さらに、上記請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、前記太陽電池モジュール設置用の固定穴に対応した隣接する取付けレールに設けた穴の相互距離寸法（Ｌｐ）に対して、この寸法に対応する前記太陽電池モジュールの固定穴の相互距離寸法（Ｌｍ）を、前記太陽電池モジュールを弓状に湾曲させる分に応じて小とするとする（請求項３）。
【００２１】
上記設置方法によれば、太陽電池モジュールは、受光面側が凸となるように平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させているため、降雨の際に太陽電池モジュールの表面に降り注いだ雨水は、湾曲した表面を流れ下って、押え具で固定した太陽電池モジュールの非発電領域に溜り、屋根の傾斜面に沿って地上に流れ落ちる。従って、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止を図ることができる。
【００２２】
また、周囲温度の変化が生じても、弓状に湾曲した太陽電池モジュールは、その湾曲の程度を変化させて追随できるので、応力の発生や凹みの発生・拡大は生じない。美観も、自重で撓んだ状態で設置されたものよりは優れており、控え目に見ても美観を損なうことはない。さらに、あらかじめ弓状に湾曲した太陽電池モジュールを用いる場合に比べて、トータルコストは、著しく低減できる。
【００２３】
さらに、上記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、隣接する固定部材に跨って太陽電池モジュールと固定部材との間に補強部材を挿入し、この補強部材は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させる（請求項４）ことにより、設置後の太陽電池モジュールの強度向上を図ることができる。
【００２４】
また、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、傾斜面流れ方向の上下に隣接する太陽電池モジュールを、先端が折り返されて断面形状がＪ字状平板の連結金具で連結し、この連結金具は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させる（請求項５）ことにより、傾斜面流れ方向の上下に太陽電池モジュールを好適に設置できる。
【００２５】
なお、太陽電池モジュールは、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させておくこともできる。この場合には、従来の固定部材を用いることができ、施工作業も多少容易となる。前記太陽電池モジュールの構成としては、種々の態様があるが、例えば、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた太陽電池モジュールであって、太陽電池モジュール設置傾斜面の傾斜方向と直角方向の太陽電池モジュール断面形状が、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させてなるものとする。
【００２６】
また、前記モジュールにおいて、前記弓状に湾曲させることに代えて、太陽電池モジュール断面形状が、その中央部で折れ曲がり受光面側に切妻状に凸にしてなるものとすることもできる。この場合、弓状に湾曲させたものに比較して雨水が流れやすい特長がある。
【００２７】
その他の太陽電池モジュールの好ましい態様としては、下記の太陽電池モジュールが好適である。即ち、太陽電池モジュール断面形状が、前記発電領域と非発電領域の境目近傍で折れ曲がり、発電領域のみを受光面側に凸となるものとする。また、太陽電池モジュールの補強層は、ステンレス、アルミニューム、鉄板などの金属板とする。さらに、太陽電池モジュールの補強層は、エチレンビニルアセテイト（ＥＶＡ），ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフロロエチレン−ヘクサフロロプロピレンフロロビニリデン（ＴＨＶ）の内、少なくともいずれか一つをガラス織布に充填したものとする。さらにまた、太陽電池モジュールにおける太陽電池はフィルム基板に形成した非晶質シリコン太陽電池とする。
【００２８】
【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。
【００２９】
（実施例１）
図１，２，３，４は請求項１，３の発明に関わる実施例を示し、図１は図３の矢印Ｐ方向からみた断面図、図２は太陽電池モジュールを取付けレールから分離した図、図３は屋根に施工した太陽電池アレイの部分断面斜視図、図４（ａ）は取付けレールの部分断面斜視図、図４（ｂ）は押え具の部分断面斜視図である。
【００３０】
図１、２に於いて、隣接する取付けレール１１０に跨り、押え具１２０を介してロックピン１３０で取付けレール１１０に固定された太陽電池モジュール１００は、その光入射側の上面１０１が、光入射方向に向かって弓状に湾曲して凸形状をなしており、これは以下の構成と施工手順で実現される。なお、太陽電池モジュール１００の形状や断面構造は、図１４の従来構造と同じであり、説明は省略する。
【００３１】
野地板３１にルーフィング材３２が敷かれ、その上にはその断面形状が略Ｙ字状で取付け上面１１１が斜め上方を向いており、全体としてはその断面形状が略Ｉ字状取付けレール１１０は、ある一定寸法の間隔、例えば一般住宅での単位寸法のひとつである９１０ｍｍの寸法で、屋根の傾斜面の流れ方向に複数個、平行に配置されて木ネジ３３で固定される。
【００３２】
一方、図２に示すように、取付け穴１１３の中心軸線と取付け上面１１１の交点を結ぶ幾何学的直線寸法Ｌｐに対して、太陽電池モジュール１００の両側方の非発電領域に開けられた固定穴１０３の中心軸線と下面１０２の交点を結ぶ幾何学的直線寸法Ｌｍは、予め大きくなるように設計・製作されている。この状態で隣接する取付けレール１１０に跨って、太陽電池モジュール１００を取付け面１１１の上に置き、押え具１２０を介して固定穴１０３、取付け穴１１３にロックピン１３０を差し込んで一体的に固定する場合、前述の如くＬｍ＞Ｌｐの寸法関係となっているため、太陽電池モジュール１００は弓状に湾曲しなければならず、取付け面１１１が斜め上方を向いているため、太陽電池モジュール１００は必然的に太陽光入射側に向かって弓状（凸状）に取付けられることとなる。なお、この弓状にし、且つロックピン１３０を差し込みし易くするには、施工時に太陽電池モジュール１００の下面１０２を太陽光入射側に向かって押し上げる、または予め太陽電池モジュール１００を弓状に湾曲させておくとよい。
【００３３】
図３は上記により太陽電池モジュールを設置した太陽電池アレイを模式的に示したもので、野地板３１の上に配列された取付けレール１１０に取付けられた太陽電池モジュール１００は屋根の流れ方向に対して直角方向の断面は太陽光入射側に向かって弓状であり、取付けレール１１０の位置で谷となって連続的に連なり、太陽電池アレイ１５０を構成する。
【００３４】
図４（ａ）は本発明の取付けレール１１０を示す一部断面斜視図である。取付けレール１１０はその断面が取付け下面１１２に直交する中心法線１１４に対してほぼ左右対称な形状をなしており、上側は略Ｙ字形状で、太陽電池モジュール１００の取付け上面１１１と中心法線１１４となす角度αが９０度未満で、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるような形状として、取付け上面１１１は斜め上方に向いている。下側には左右にリブ１１５が伸びており、その取付け下面１１２は中心法線１１４と直交しており、取付け下面１１２は前述のルーフィング材３２を介して野地板３１に当接する。またリブ１１５から上方に向かって伸びた突起１１６は、取付け上面１１１側から万一雨水が侵入した場合に野地板３１に流れないように阻止するガイドであり、取付け穴１１３は図１におけるロックピン１３０が挿入される穴である。
【００３５】
図４（ｂ）は本発明の押え具１２０を示す一部断面斜視図である。押え具１２０は、その断面形状が略Ｙ字状で中心法線に対して左右対称の形状をなしており、押え部１２１の押え下面１２２、ここでは押え部１２１の厚さが均一であるため、押え上面１２７と中心法線１２４とでなす角度βは、前記の角度αと同じ角度（α＝β）としてある。
【００３６】
また太陽電池モジュール１００を取付けレール１１０に取付けた場合に、左右に隣接する太陽電池モジュール１００を位置決めし易くし、押え具１２０自身も位置決めし易いようにする中央の隔壁板１２５は、その先端部１２６が図４（ａ）の取付けレール１１０の上面側に設けられた溝１１７とはめ合わされる。なお、穴１２３は図１で示したロックピン１３０の挿入穴である。
【００３７】
上記太陽電池モジュールの設置方法によれば、太陽電池モジュールは受光面側に向って凸であって弓状に湾曲しているため、降雨の際に太陽電池モジュールの表面に降り注いだ雨水は、湾曲した表面を流れ下って、押え具で固定した太陽電池モジュールの非発電領域に溜り、屋根の傾斜面に沿って地上に流れ落ちる。従って、少なくとも太陽電池モジュールの発電領域には雨水が溜まることなく、天候回復時には表面が速やかに乾燥して前述の如き、有機保護層から水分が侵入して太陽電池を腐食させたり、特性を損ねることが著しく改善される。また表面に堆積した塵埃も雨水で洗い流される為に太陽電池出力の低下やホットスポット現象をなくすことができる。
【００３８】
（実施例２）
図５は取付けレールの図４（ａ）とは異なる実施例の部分断面斜視図を示す。図５において、略Ｕ字状の取付けレール１６０は、その両方の先端部１６１が内側に折り曲げられ、太陽電池モジュール１００の当接面である取付け上面１６２は、図示しない野地板に当接する取付け下面１６３に直交し、断面形状を二分割する中心法線１６４と成す角度γを９０度未満とし、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるような形状としている。本取付けレール１６０は、図４の取付けレール１１０に対して、引抜き・押出し成形の他に板金成形でも製作することが出来、コスト的に安価に出来るものであり、機能や野地板への取付けは図４の取付けレール１１０と同様である。この場合、野地板への取付けは取付け下面１６３の中央に設けた穴を用いて行う。また、押え具は図４（ｂ）と同様の形状のものを用い、押え具のＹ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図５の取付け上面１６２の隙間とに嵌め合せることにより、太陽電池モジュールを固定する（前記特願平１１−１７２６２４号の図１３参照）。
【００３９】
（実施例３）
図６，７，８，９は、この発明に関わる太陽電池モジュールの実施例を示し、図３の矢印Ｐ方向から見た断面図である。
【００４０】
図６において、太陽電池モジュール１００はその断面形状が弓状に受光面側に向って湾曲しており、あらかじめ、図１の設置後の断面形状と同一としてある。この場合、太陽電池モジュール１００の発電領域を挟んで対向する固定穴１０３の中心軸線１０４と下面１０２の交点１０５の距離寸法Ｌｗは、図２におけるＬｐと同じ寸法としてある。また寸法Ｌｗ内において、太陽電池モジュール１００の上面１０１、下面１０２は、前記交点１０５を結ぶ幾何学的直線、または平面から受光面側に向って高くなっており、発明者等の施工試験結果では、この直線から下面（または上面）までの最大高さＨｍは略１００ｍｍ程度が、雨水の流れ落ち具合や外観上、適切な値であった。この場合のＬｗは９１０ｍｍである。
【００４１】
図７は、太陽電池モジュール１００をほぼ断面中央から切妻屋根状に曲げたものである。この場合、折り曲げ部１０６には太陽電池１が存在し、鋭角で折り曲げると太陽電池１に無理な曲げ応力が加わるため好ましく無く、適切な曲げ半径を以って曲げられる。また構成上、可能であれは太陽電池１を二分割してこの折り曲げ部１０６から太陽電池１を除いても良い。本形状は一定の傾斜角度を持つために、図６における上面１０１の中央付近のなだらかな曲面部を有するものに対して雨水が流れやすい特長がある。
【００４２】
図８は図６の変形例を示すもので、太陽電池モジュール１００の発電領域と非発電領域との境付近を折り曲げたもので、折り曲げ部１０７から光入射側に向って弓状に折り曲げている。この場合には、図４（ａ）および（ｂ）で示したこの発明の取付けレール１１０および押え具１２０を使うことなく、従来の取付けレール３４で図４（ａ）における取付け上面１１１が中心法線１１４と直角、即ち取付け下面１１２と平行な平面の取付けレールおよびＴ字状押え具で施工することができる。
【００４３】
図９は図７の変形例で、さらには図７と図８を組合わせたような構成であり、その機能と効果は上記と同じである。
【００４４】
（実施例４）
図１０，１１は請求項４の発明に関わる太陽電池モジュールを支える補強ステーを示すもので、図１０は図３の矢印Ｐ方向から見た断面図、図１１は補強ステーの斜視図を示す。
【００４５】
図１０、１１において、前述の如く野地板３１にルーフィング材３２が敷かれ、その上に断面形状が略Ｙ字状で取付け上面１１１が斜め上方を向いている取付けレール１１０がある一定寸法の間隔で、屋根の傾斜面の流れ方向に複数個、平行に配置されて木ネジ３３で固定されている。この状態で隣接する取付けレール１１０の間に跨って、その形状が弓状の補強ステー１７０が搭載されている。
【００４６】
補強ステー１７０はその側方から見た形状がＴ字状で、ここでは帯状平板を折り曲げ加工して製作している。補強ステー１７０の両側方には、平板の支持突起１７１が設けられ、支持突起の下面１７２が取付けレール１１０の取付け上面１１１に当接し、補強ステー１７０が取付けレール１１０の上に搭載される。ここで補強ステー１７０の固定は、下面１７２と取付けレール１１０の取付け上面１１１の間に接着材の塗布、構造接着用両面テープでの接着、乃至は図示しないネジ止めで行われる。補強ステー１７０が取付けレール１１０に取付けられた後、その上に太陽電池モジュール１００が載せられ、太陽電池モジュール１００の下面１０２が補強ステー１７０の上面１７３に当接して太陽電池モジュール１００を支承する。
【００４７】
なお、太陽電池モジュールはあらかじめ湾曲した図６の断面形状の太陽電池モジュールでもよいし、平板状の太陽電池モジュールでもよい。
【００４８】
また、固定を確実にするために、下面１０２と上面１７３の間に接着材もしくは構造用両面テープを設けて、接着しても良い。本構成によれば、図１の如く取付けレール１１０に太陽電池モジュール１００を取付けた後、太陽電池モジュール１００の上面１０１を例えば手で押したり、飛来物が乗ったりしても凹むことはなく、上に凸の形状を保つことができる。
【００４９】
さらに、補強ステー１７０は、太陽電池モジュール１００の両端に挿入するだけでなく、太陽電池モジュールの中央や、その他必要に応じて挿入個所を適当に選択できる。場合により、中央のみ設けて両端への挿入を省略してもよい。
【００５０】
（実施例５）
図１２は、請求項５の発明に関わる連結金具を用いた太陽電池アレイの部分斜視図を示し、太陽電池モジュールの前記補強ステーの機能を連結金具に持たせたものである。
【００５１】
図１２において、屋根の流れ方向、上流側の太陽電池モジュール１８０と下側の太陽電池モジュール１９０、並びに太陽電池モジュール１１０には、その側方から見た形状がＪ字状の連結金具２００が穴２０１、穴２１０を介して図示しないリベットで締結固定され、連結金具２００の折り曲げられた先端部２０２が互いに噛み合わされる。
【００５２】
一方、連結金具２００は、屋根流れ方向と直角方向から見た場合、弓状に湾曲しており、前述の穴２０１、穴２１０を介して図示しないリベットで締結固定される際に太陽電池モジュール１１０、１８０、１９０はその弓状に湾曲した形状に沿って、受光面側に向って凸形状に湾曲される。
【００５３】
上記によれば、前述の補強ステーの機能を連結金具が兼用することになり、特に補強ステーを用いること無く、太陽電池モジュールの上面に応力が加わっても凹むことがなく、部品節減、コストダウンの効果が得られる。
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた平板状の太陽電池モジュールの設置方法であって、屋根などの設置部材へ固定されて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ロックピンとにより、太陽電池モジュールと固定部材とを前記固定穴を介して一体に固定設置する際に、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置する太陽電池モジュールの設置方法において、
前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状の取付けレールであって、このＩ字状断面の上面部分の略中央部分に溝を設けてなり，かつ溝の両側の前記上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面を有して前記中央部分とともに略Ｙ字状断面を構成してなり、前記溝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、その断面形状が、中央部分に突起部を有しこの突起部の左右両側に傾斜面を有した略Ｙ字状レールとなし、このＹ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とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＹ字状レールの傾斜面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固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することにより、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止と、周囲温度の変化に伴う熱応力の発生およびモジュールの凹み拡大の防止を図りつつも、美観を損なわずかつ設置作業性の向上を図り、さらにモジュールとその設置コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、太陽電池モジュール自体としては、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させておくこともできる。この場合には、従来の固定部材を用いることができ、施工作業も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の太陽電池モジュールの設置方法を示す断面図
【図２】 図１の太陽電池モジュールと取付けレールを分離した断面図
【図３】 この発明の設置方法による太陽電池アレイの部分断面斜視図
【図４】 この発明の取付けレールと押え具の部分断面斜視図
【図５】 図４とは異なる取付けレールの部分断面斜視図
【図６】 この発明の太陽電池モジュールの断面図
【図７】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図８】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図９】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図１０】 この発明の補強ステーの設置状態を示す断面図
【図１１】 この発明の補強ステーの斜視図
【図１２】 この発明の連結金具の設置状態を示す斜視図
【図１３】 従来の太陽電池モジュールの上面図
【図１４】 従来の太陽電池モジュールの断面図
【図１５】 従来の太陽電池アレイの部分上面図
【図１６】 従来の太陽電池アレイの部分断面図
【符号の説明】
１００：太陽電池モジュール、１０３：固定穴、１１０：取付けレール、１１３：取付け穴、１２０：押え具、１３０：ロックピン、１５０：太陽電池アレイ、１７０：補強ステー、２００：連結金具。
【発明の属する技術分野】
この発明は、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の設置方法に関する。
【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、量産性において優れたプラスチックフィルムないしは絶縁被覆した金属基板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やステッピング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、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。本件出願人は、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ることを目的とした太陽電池モジュールとその設置方法の開発を行い、特願平１１−１７２６２４号により提案している。下記にその一例を示す。
【０００６】
図１３は太陽電池モジュールの上面図、図１４は図１３のＡ−Ａに沿った断面図、図１５は太陽電池アレイの部分上面図、図１６は図１５のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【０００７】
図１３、１４において、太陽電池１には太陽光入射側（受光面側）に接着層２、その上面に耐候性樹脂層３、光入射側と反対側（非受光面側）に接着層４、その下側に補強層５からなる保護層が積層され、図示しないラミネート装置で加熱融着して一体化されている。また接着層２、４、耐候性樹脂層３、補強層５は太陽電池１の両側方に延長されて非発電領域を形成し、この非発電領域には太陽電池１から電力を導く電力リード線６が置かれ、太陽電池１の図示しないプラス極、マイナス極にそれぞれ渡り線７で接続され、さらにその外側には太陽電池モジュール２０を図示しない固定部材に取付ける為の固定穴８が耐候性樹脂層３から補強層５までの保護層を貫通して開けられている。
【０００８】
ここで接着層２、４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）が用いられ、耐候性樹脂層５にはＥＴＦＥ（エチレン・トリフロロエチレン）単体層若しくはガラス不織布にＥＶＡを充填したものを重ねた多層体が用いられ、補強層５にはステンレス、アルミニューム、鉄板などの金属平板、またはガラス織布にＥＶＡやＴＨＶなどを充填したものが用いられる。
【０００９】
一方、補強層５の上には電力端子箱９が接着、もしくは図示しないネジで締結固定され、接着層４、補強層５を貫通して開けられた穴１１には接続線１２が挿入されてその端部が電力リード線６とハンダ接続され、他端部がケーブル１０の導体芯線１４とネジ１３で締結固定されて全体として太陽電池モジュール２０を形成している。
【００１０】
図１５、１６において、太陽電池アレイ５０は、屋根面に太陽電池モジュール２０を複数個、縦横に平面的に配置されて構成される。太陽電池モジュール２０は、屋根の野地板３１の表面に敷かれたルーフィング材３２を介し、木ネジ３３などで野地板３１に固定された取付けレール３４に跨って配置され、押え具３５を介してロックピン３６で取付けレール３４に固定される。なお図１６では、太陽電池モジュール２０を一枚の板に模擬して表わし、各構成層の表示は省略している。
【００１１】
さらに、取付けレール３４への太陽電池モジュール２０の取付けは、隣接する取付けレール３４のロックピン３６が差し込まれる取付け穴３８のピッチ寸法が、太陽電池モジュール２０の固定穴８のピッチ寸法と等しくなるよう、予め取付けレール３４が野地板３１の上に施工されており、太陽電池モジュール２０がほぼ均一な平面となるように野地板３１側の面を支えつつ、固定穴８と取付け穴３８の位置合せをしてロックピン３６を差し込む。なお、固定穴８は多少に位置ずれが生じてもロックピン３６を差し込めるよう、ロックピン３８の直径寸法より大きい穴寸法で開けられている。また、取付けレール３４の取付け穴３８のピッチ寸法は、図示しない隣接取付けレール間を繋ぐ部材で位置出し固定されるか、ピッチ寸法を規制する位置出し冶具を用いて位置出しされる。
【００１２】
一方、電力端子箱９に取付けられたケーブル１０は、野地板３１と太陽電池モジュール２０とで形成する空間３７で、ケーブル１０の先端に付けられた図示しないジョイントが直並列的に電気接続され、図示しないインバータに接続されて負荷に電力を供給する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特願平１１−１７２６２４号に記載の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。
【００１４】
(1)取付けレールにロックピンで固定された太陽電池モジュールは、自重で中央部分がお椀状に凹み、その中央部分に雨水が溜まる。この雨水は僅かながら有機保護層に水分を浸透させ、太陽電池材料に電気化学的な腐食を生じさせて出力特性を損ね、太陽電池モジュール寿命を短くする。
【００１５】
(2)また、中央の凹み部分に雨水とともに塵埃が堆積して、太陽電池への入射光が遮られ、太陽電池出力が低下する。特に太陽電池の受光面が部分的に遮られるとその部分が発熱してホットスポットとなり、太陽電池自体や封止有機材料を傷めるとともに、最悪時には火災を発生する。
【００１６】
(3)中央の凹みを極力無くすために、固定穴８の直径をロックピン３６の直径に近づけ、且つ取付け穴３８のピッチ寸法と固定穴８のピッチ寸法を等しくしようとした場合には、僅かな位置出しの誤差が生じても取付けが出来なくなる。従って取付け作業には困難さを伴い、且つ時間を要して取付けコストが上昇する。また、取付けが出来たとしても、中央の凹みは本質的に無くすことが出来ない。
【００１７】
(4)外気温度変化により、太陽電池モジュールは熱膨張収縮を繰り返すが、これにより、太陽電池モジュール自体若しくはロックピンが破損する場合がある。即ち、夏場の気温が高いときに施工した場合、冬場になり気温が低下すると太陽電池モジュールが熱収縮して、収縮応力が太陽電池モジュール自体、またはロックピンに加わって破損する場合がある。また、反対に冬場に施工した場合、夏場の高い気温で熱膨張を生じて、太陽電池モジュールの凹みが大きくなって前述の問題が発生する。特に夏場の気温が高いときは太陽電池モジュールの封止有機材料の温度も高くなり、有機材料は温度が高いほど水分が通し易くなるために、前述の問題が短期間で発生して寿命をさらに短くする。
【００１８】
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、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止と、周囲温度の変化に伴う熱応力の発生およびモジュールの凹み拡大の防止を図りつつも、美観を損なわずかつ設置作業性の向上を図り、さらにモジュールの設置コストの低減を図った太陽電池モジュールの設置方法を提供することにある。
【００１９】
【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、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた平板状の太陽電池モジュールの設置方法であって、屋根などの設置部材へ固定されて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ロックピンとにより、太陽電池モジュールと固定部材とを前記固定穴を介して一体に固定設置する際に、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置する太陽電池モジュールの設置方法において、
前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状の取付けレールであって、このＩ字状断面の上面部分の略中央部分に溝を設けてなり，かつ溝の両側の前記上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面を有して前記中央部分とともに略Ｙ字状断面を構成してなり、前記溝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、その断面形状が、中央部分に突起部を有しこの突起部の左右両側に傾斜面を有した略Ｙ字状レールとなし、このＹ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とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＹ字状レールの傾斜面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固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することとする（請求項１）。
【００２０】
また、請求項１に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、前記請求項１に記載の固定部材とは異なる固定部材と、請求項１に記載の押え具とロックピンとを設け、前記異なる固定部材は、その断面形状が略Ｕ字状で，その両先端部分を所定の隙間を以って内側に折り曲げた取付けレールとなし、かつ隙間の両側の取付けレール上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面となし、前記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、前記押え具のＹ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異なる固定部材の隙間とに嵌め合せるとともに、太陽電池モジュールの非発電領域に設けた固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することとする（請求項２）。さらに、上記請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、前記太陽電池モジュール設置用の固定穴に対応した隣接する取付けレールに設けた穴の相互距離寸法（Ｌｐ）に対して、この寸法に対応する前記太陽電池モジュールの固定穴の相互距離寸法（Ｌｍ）を、前記太陽電池モジュールを弓状に湾曲させる分に応じて小とするとする（請求項３）。
【００２１】
上記設置方法によれば、太陽電池モジュールは、受光面側が凸となるように平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させているため、降雨の際に太陽電池モジュールの表面に降り注いだ雨水は、湾曲した表面を流れ下って、押え具で固定した太陽電池モジュールの非発電領域に溜り、屋根の傾斜面に沿って地上に流れ落ちる。従って、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止を図ることができる。
【００２２】
また、周囲温度の変化が生じても、弓状に湾曲した太陽電池モジュールは、その湾曲の程度を変化させて追随できるので、応力の発生や凹みの発生・拡大は生じない。美観も、自重で撓んだ状態で設置されたものよりは優れており、控え目に見ても美観を損なうことはない。さらに、あらかじめ弓状に湾曲した太陽電池モジュールを用いる場合に比べて、トータルコストは、著しく低減できる。
【００２３】
さらに、上記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、隣接する固定部材に跨って太陽電池モジュールと固定部材との間に補強部材を挿入し、この補強部材は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させる（請求項４）ことにより、設置後の太陽電池モジュールの強度向上を図ることができる。
【００２４】
また、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、傾斜面流れ方向の上下に隣接する太陽電池モジュールを、先端が折り返されて断面形状がＪ字状平板の連結金具で連結し、この連結金具は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させる（請求項５）ことにより、傾斜面流れ方向の上下に太陽電池モジュールを好適に設置できる。
【００２５】
なお、太陽電池モジュールは、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させておくこともできる。この場合には、従来の固定部材を用いることができ、施工作業も多少容易となる。前記太陽電池モジュールの構成としては、種々の態様があるが、例えば、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた太陽電池モジュールであって、太陽電池モジュール設置傾斜面の傾斜方向と直角方向の太陽電池モジュール断面形状が、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させてなるものとする。
【００２６】
また、前記モジュールにおいて、前記弓状に湾曲させることに代えて、太陽電池モジュール断面形状が、その中央部で折れ曲がり受光面側に切妻状に凸にしてなるものとすることもできる。この場合、弓状に湾曲させたものに比較して雨水が流れやすい特長がある。
【００２７】
その他の太陽電池モジュールの好ましい態様としては、下記の太陽電池モジュールが好適である。即ち、太陽電池モジュール断面形状が、前記発電領域と非発電領域の境目近傍で折れ曲がり、発電領域のみを受光面側に凸となるものとする。また、太陽電池モジュールの補強層は、ステンレス、アルミニューム、鉄板などの金属板とする。さらに、太陽電池モジュールの補強層は、エチレンビニルアセテイト（ＥＶＡ），ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフロロエチレン−ヘクサフロロプロピレンフロロビニリデン（ＴＨＶ）の内、少なくともいずれか一つをガラス織布に充填したものとする。さらにまた、太陽電池モジュールにおける太陽電池はフィルム基板に形成した非晶質シリコン太陽電池とする。
【００２８】
【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。
【００２９】
（実施例１）
図１，２，３，４は請求項１，３の発明に関わる実施例を示し、図１は図３の矢印Ｐ方向からみた断面図、図２は太陽電池モジュールを取付けレールから分離した図、図３は屋根に施工した太陽電池アレイの部分断面斜視図、図４（ａ）は取付けレールの部分断面斜視図、図４（ｂ）は押え具の部分断面斜視図である。
【００３０】
図１、２に於いて、隣接する取付けレール１１０に跨り、押え具１２０を介してロックピン１３０で取付けレール１１０に固定された太陽電池モジュール１００は、その光入射側の上面１０１が、光入射方向に向かって弓状に湾曲して凸形状をなしており、これは以下の構成と施工手順で実現される。なお、太陽電池モジュール１００の形状や断面構造は、図１４の従来構造と同じであり、説明は省略する。
【００３１】
野地板３１にルーフィング材３２が敷かれ、その上にはその断面形状が略Ｙ字状で取付け上面１１１が斜め上方を向いており、全体としてはその断面形状が略Ｉ字状取付けレール１１０は、ある一定寸法の間隔、例えば一般住宅での単位寸法のひとつである９１０ｍｍの寸法で、屋根の傾斜面の流れ方向に複数個、平行に配置されて木ネジ３３で固定される。
【００３２】
一方、図２に示すように、取付け穴１１３の中心軸線と取付け上面１１１の交点を結ぶ幾何学的直線寸法Ｌｐに対して、太陽電池モジュール１００の両側方の非発電領域に開けられた固定穴１０３の中心軸線と下面１０２の交点を結ぶ幾何学的直線寸法Ｌｍは、予め大きくなるように設計・製作されている。この状態で隣接する取付けレール１１０に跨って、太陽電池モジュール１００を取付け面１１１の上に置き、押え具１２０を介して固定穴１０３、取付け穴１１３にロックピン１３０を差し込んで一体的に固定する場合、前述の如くＬｍ＞Ｌｐの寸法関係となっているため、太陽電池モジュール１００は弓状に湾曲しなければならず、取付け面１１１が斜め上方を向いているため、太陽電池モジュール１００は必然的に太陽光入射側に向かって弓状（凸状）に取付けられることとなる。なお、この弓状にし、且つロックピン１３０を差し込みし易くするには、施工時に太陽電池モジュール１００の下面１０２を太陽光入射側に向かって押し上げる、または予め太陽電池モジュール１００を弓状に湾曲させておくとよい。
【００３３】
図３は上記により太陽電池モジュールを設置した太陽電池アレイを模式的に示したもので、野地板３１の上に配列された取付けレール１１０に取付けられた太陽電池モジュール１００は屋根の流れ方向に対して直角方向の断面は太陽光入射側に向かって弓状であり、取付けレール１１０の位置で谷となって連続的に連なり、太陽電池アレイ１５０を構成する。
【００３４】
図４（ａ）は本発明の取付けレール１１０を示す一部断面斜視図である。取付けレール１１０はその断面が取付け下面１１２に直交する中心法線１１４に対してほぼ左右対称な形状をなしており、上側は略Ｙ字形状で、太陽電池モジュール１００の取付け上面１１１と中心法線１１４となす角度αが９０度未満で、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるような形状として、取付け上面１１１は斜め上方に向いている。下側には左右にリブ１１５が伸びており、その取付け下面１１２は中心法線１１４と直交しており、取付け下面１１２は前述のルーフィング材３２を介して野地板３１に当接する。またリブ１１５から上方に向かって伸びた突起１１６は、取付け上面１１１側から万一雨水が侵入した場合に野地板３１に流れないように阻止するガイドであり、取付け穴１１３は図１におけるロックピン１３０が挿入される穴である。
【００３５】
図４（ｂ）は本発明の押え具１２０を示す一部断面斜視図である。押え具１２０は、その断面形状が略Ｙ字状で中心法線に対して左右対称の形状をなしており、押え部１２１の押え下面１２２、ここでは押え部１２１の厚さが均一であるため、押え上面１２７と中心法線１２４とでなす角度βは、前記の角度αと同じ角度（α＝β）としてある。
【００３６】
また太陽電池モジュール１００を取付けレール１１０に取付けた場合に、左右に隣接する太陽電池モジュール１００を位置決めし易くし、押え具１２０自身も位置決めし易いようにする中央の隔壁板１２５は、その先端部１２６が図４（ａ）の取付けレール１１０の上面側に設けられた溝１１７とはめ合わされる。なお、穴１２３は図１で示したロックピン１３０の挿入穴である。
【００３７】
上記太陽電池モジュールの設置方法によれば、太陽電池モジュールは受光面側に向って凸であって弓状に湾曲しているため、降雨の際に太陽電池モジュールの表面に降り注いだ雨水は、湾曲した表面を流れ下って、押え具で固定した太陽電池モジュールの非発電領域に溜り、屋根の傾斜面に沿って地上に流れ落ちる。従って、少なくとも太陽電池モジュールの発電領域には雨水が溜まることなく、天候回復時には表面が速やかに乾燥して前述の如き、有機保護層から水分が侵入して太陽電池を腐食させたり、特性を損ねることが著しく改善される。また表面に堆積した塵埃も雨水で洗い流される為に太陽電池出力の低下やホットスポット現象をなくすことができる。
【００３８】
（実施例２）
図５は取付けレールの図４（ａ）とは異なる実施例の部分断面斜視図を示す。図５において、略Ｕ字状の取付けレール１６０は、その両方の先端部１６１が内側に折り曲げられ、太陽電池モジュール１００の当接面である取付け上面１６２は、図示しない野地板に当接する取付け下面１６３に直交し、断面形状を二分割する中心法線１６４と成す角度γを９０度未満とし、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるような形状としている。本取付けレール１６０は、図４の取付けレール１１０に対して、引抜き・押出し成形の他に板金成形でも製作することが出来、コスト的に安価に出来るものであり、機能や野地板への取付けは図４の取付けレール１１０と同様である。この場合、野地板への取付けは取付け下面１６３の中央に設けた穴を用いて行う。また、押え具は図４（ｂ）と同様の形状のものを用い、押え具のＹ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図５の取付け上面１６２の隙間とに嵌め合せることにより、太陽電池モジュールを固定する（前記特願平１１−１７２６２４号の図１３参照）。
【００３９】
（実施例３）
図６，７，８，９は、この発明に関わる太陽電池モジュールの実施例を示し、図３の矢印Ｐ方向から見た断面図である。
【００４０】
図６において、太陽電池モジュール１００はその断面形状が弓状に受光面側に向って湾曲しており、あらかじめ、図１の設置後の断面形状と同一としてある。この場合、太陽電池モジュール１００の発電領域を挟んで対向する固定穴１０３の中心軸線１０４と下面１０２の交点１０５の距離寸法Ｌｗは、図２におけるＬｐと同じ寸法としてある。また寸法Ｌｗ内において、太陽電池モジュール１００の上面１０１、下面１０２は、前記交点１０５を結ぶ幾何学的直線、または平面から受光面側に向って高くなっており、発明者等の施工試験結果では、この直線から下面（または上面）までの最大高さＨｍは略１００ｍｍ程度が、雨水の流れ落ち具合や外観上、適切な値であった。この場合のＬｗは９１０ｍｍである。
【００４１】
図７は、太陽電池モジュール１００をほぼ断面中央から切妻屋根状に曲げたものである。この場合、折り曲げ部１０６には太陽電池１が存在し、鋭角で折り曲げると太陽電池１に無理な曲げ応力が加わるため好ましく無く、適切な曲げ半径を以って曲げられる。また構成上、可能であれは太陽電池１を二分割してこの折り曲げ部１０６から太陽電池１を除いても良い。本形状は一定の傾斜角度を持つために、図６における上面１０１の中央付近のなだらかな曲面部を有するものに対して雨水が流れやすい特長がある。
【００４２】
図８は図６の変形例を示すもので、太陽電池モジュール１００の発電領域と非発電領域との境付近を折り曲げたもので、折り曲げ部１０７から光入射側に向って弓状に折り曲げている。この場合には、図４（ａ）および（ｂ）で示したこの発明の取付けレール１１０および押え具１２０を使うことなく、従来の取付けレール３４で図４（ａ）における取付け上面１１１が中心法線１１４と直角、即ち取付け下面１１２と平行な平面の取付けレールおよびＴ字状押え具で施工することができる。
【００４３】
図９は図７の変形例で、さらには図７と図８を組合わせたような構成であり、その機能と効果は上記と同じである。
【００４４】
（実施例４）
図１０，１１は請求項４の発明に関わる太陽電池モジュールを支える補強ステーを示すもので、図１０は図３の矢印Ｐ方向から見た断面図、図１１は補強ステーの斜視図を示す。
【００４５】
図１０、１１において、前述の如く野地板３１にルーフィング材３２が敷かれ、その上に断面形状が略Ｙ字状で取付け上面１１１が斜め上方を向いている取付けレール１１０がある一定寸法の間隔で、屋根の傾斜面の流れ方向に複数個、平行に配置されて木ネジ３３で固定されている。この状態で隣接する取付けレール１１０の間に跨って、その形状が弓状の補強ステー１７０が搭載されている。
【００４６】
補強ステー１７０はその側方から見た形状がＴ字状で、ここでは帯状平板を折り曲げ加工して製作している。補強ステー１７０の両側方には、平板の支持突起１７１が設けられ、支持突起の下面１７２が取付けレール１１０の取付け上面１１１に当接し、補強ステー１７０が取付けレール１１０の上に搭載される。ここで補強ステー１７０の固定は、下面１７２と取付けレール１１０の取付け上面１１１の間に接着材の塗布、構造接着用両面テープでの接着、乃至は図示しないネジ止めで行われる。補強ステー１７０が取付けレール１１０に取付けられた後、その上に太陽電池モジュール１００が載せられ、太陽電池モジュール１００の下面１０２が補強ステー１７０の上面１７３に当接して太陽電池モジュール１００を支承する。
【００４７】
なお、太陽電池モジュールはあらかじめ湾曲した図６の断面形状の太陽電池モジュールでもよいし、平板状の太陽電池モジュールでもよい。
【００４８】
また、固定を確実にするために、下面１０２と上面１７３の間に接着材もしくは構造用両面テープを設けて、接着しても良い。本構成によれば、図１の如く取付けレール１１０に太陽電池モジュール１００を取付けた後、太陽電池モジュール１００の上面１０１を例えば手で押したり、飛来物が乗ったりしても凹むことはなく、上に凸の形状を保つことができる。
【００４９】
さらに、補強ステー１７０は、太陽電池モジュール１００の両端に挿入するだけでなく、太陽電池モジュールの中央や、その他必要に応じて挿入個所を適当に選択できる。場合により、中央のみ設けて両端への挿入を省略してもよい。
【００５０】
（実施例５）
図１２は、請求項５の発明に関わる連結金具を用いた太陽電池アレイの部分斜視図を示し、太陽電池モジュールの前記補強ステーの機能を連結金具に持たせたものである。
【００５１】
図１２において、屋根の流れ方向、上流側の太陽電池モジュール１８０と下側の太陽電池モジュール１９０、並びに太陽電池モジュール１１０には、その側方から見た形状がＪ字状の連結金具２００が穴２０１、穴２１０を介して図示しないリベットで締結固定され、連結金具２００の折り曲げられた先端部２０２が互いに噛み合わされる。
【００５２】
一方、連結金具２００は、屋根流れ方向と直角方向から見た場合、弓状に湾曲しており、前述の穴２０１、穴２１０を介して図示しないリベットで締結固定される際に太陽電池モジュール１１０、１８０、１９０はその弓状に湾曲した形状に沿って、受光面側に向って凸形状に湾曲される。
【００５３】
上記によれば、前述の補強ステーの機能を連結金具が兼用することになり、特に補強ステーを用いること無く、太陽電池モジュールの上面に応力が加わっても凹むことがなく、部品節減、コストダウンの効果が得られる。
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた平板状の太陽電池モジュールの設置方法であって、屋根などの設置部材へ固定されて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ロックピンとにより、太陽電池モジュールと固定部材とを前記固定穴を介して一体に固定設置する際に、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置する太陽電池モジュールの設置方法において、
前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状の取付けレールであって、このＩ字状断面の上面部分の略中央部分に溝を設けてなり，かつ溝の両側の前記上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面を有して前記中央部分とともに略Ｙ字状断面を構成してなり、前記溝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、その断面形状が、中央部分に突起部を有しこの突起部の左右両側に傾斜面を有した略Ｙ字状レールとなし、このＹ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とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＹ字状レールの傾斜面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固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することにより、太陽電池モジュール表面への雨水や塵埃の付着・滞留防止と、周囲温度の変化に伴う熱応力の発生およびモジュールの凹み拡大の防止を図りつつも、美観を損なわずかつ設置作業性の向上を図り、さらにモジュールとその設置コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、太陽電池モジュール自体としては、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させておくこともできる。この場合には、従来の固定部材を用いることができ、施工作業も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の太陽電池モジュールの設置方法を示す断面図
【図２】 図１の太陽電池モジュールと取付けレールを分離した断面図
【図３】 この発明の設置方法による太陽電池アレイの部分断面斜視図
【図４】 この発明の取付けレールと押え具の部分断面斜視図
【図５】 図４とは異なる取付けレールの部分断面斜視図
【図６】 この発明の太陽電池モジュールの断面図
【図７】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図８】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図９】 この発明の異なる太陽電池モジュールの断面図
【図１０】 この発明の補強ステーの設置状態を示す断面図
【図１１】 この発明の補強ステーの斜視図
【図１２】 この発明の連結金具の設置状態を示す斜視図
【図１３】 従来の太陽電池モジュールの上面図
【図１４】 従来の太陽電池モジュールの断面図
【図１５】 従来の太陽電池アレイの部分上面図
【図１６】 従来の太陽電池アレイの部分断面図
【符号の説明】
１００：太陽電池モジュール、１０３：固定穴、１１０：取付けレール、１１３：取付け穴、１２０：押え具、１３０：ロックピン、１５０：太陽電池アレイ、１７０：補強ステー、２００：連結金具。
Claims (5)
- フィルム基板上に形成された太陽電池を挟んでその受光面側に接着層と耐候性樹脂層とからなる保護層を，非受光面側に接着層と補強層とからなる保護層を設け、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固定穴を設けた平板状の太陽電池モジュールの設置方法であって、屋根などの設置部材へ固定されて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ロックピンとにより、太陽電池モジュールと固定部材とを前記固定穴を介して一体に固定設置する際に、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置する太陽電池モジュールの設置方法において、
前記固定部材は、その断面形状が略Ｉ字状の取付けレールであって、このＩ字状断面の上面部分の略中央部分に溝を設けてなり，かつ溝の両側の前記上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面を有して前記中央部分とともに略Ｙ字状断面を構成してなり、前記溝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、その断面形状が、中央部分に突起部を有しこの突起部の左右両側に傾斜面を有した略Ｙ字状レールとなし、このＹ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とに嵌め合せるとともに、突起部から左右に伸びたＹ字状レールの傾斜面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固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより、太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。 - 請求項１に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、請求項１に記載の固定部材とは異なる固定部材と、請求項１に記載の押え具とロックピンとを設け、前記異なる固定部材は、その断面形状が略Ｕ字状で，その両先端部分を所定の隙間を以って内側に折り曲げた取付けレールとなし、かつ隙間の両側の取付けレール上面部分は溝に向けて夫々下降する傾斜面となし、前記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、前記押え具のＹ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異なる固定部材の隙間とに嵌め合せるとともに、太陽電池モジュールの非発電領域に設けた固定穴と，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、前記ロックピンを貫通固定することにより太陽電池モジュールの受光面側が凸となるように前記平板状の太陽電池モジュールを弓状に湾曲させて設置することを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
- 請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、前記太陽電池モジュール設置用の固定穴に対応した隣接する取付けレールに設けた穴の相互距離寸法（Ｌｐ）に対して、この寸法に対応する前記太陽電池モジュールの固定穴の相互距離寸法（Ｌｍ）を、前記太陽電池モジュールを弓状に湾曲させる分に応じて小とすることを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、隣接する固定部材に跨って太陽電池モジュールと固定部材との間に補強部材を挿入し、この補強部材は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させてなることを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
- 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの設置方法において、傾斜面流れ方向の上下に隣接する太陽電池モジュールを、先端が折り返されて断面形状がＪ字状平板の連結金具で連結し、この連結金具は、太陽電池モジュールを弓状に湾曲させるのと同様に、受光面側が凸となるようにあらかじめ弓状に湾曲させてなることを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
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