JP4208403B2 - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの設置方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、住居に設置される太陽電池モジュール、及び、太陽電池モジュールを架台を用いずに直接建材に設置する太陽電池モジュールの設置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光電変換効果を利用して光エネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギを得る手段として広く行われている。そして、太陽電池の光電変換効率の向上に伴って、多くの個人住宅にも、太陽光発電システムが設けられるようになってきている。
【0003】
個人住宅用の太陽光発電システムにおいて、金属製の架台に複数の太陽電池モジュールを設置する手法に加えて、架台を設けることなく複数の太陽電池モジュールを直接屋根の建材(野地板)に設置する手法も行われている。複数の太陽電池モジュールを野地板に直接設置する方法では、その外観を屋根と同様にするために、隣合う太陽電池モジュールの各端部を重ね合わせた態様で棟側から軒側に向かって階段状に複数の太陽電池モジュールを設置する、所謂段葺き構造を採用することが多い。この際、隣の太陽電池モジュールとの嵌め合いによって軒側を固定し、棟側は野地板へのビス留めによって固定している。
【0004】
図7は、このような従来の太陽電池モジュール10の外観を示す斜視図、図8は、その太陽電池モジュール10における棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。図7に示す如く、太陽電池モジュール10は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池1が、例えば鋼板製の金属板2上に接着剤3により接着されて構成されている。この金属板2は、太陽電池1がその一部領域に接着される平板部2aと、その軒側(水下側)及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第1折り曲げ部2b及び第2折り曲げ部2cとを有している。軒側の第1折り曲げ部2bは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール10と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第2折り曲げ部2cは、略垂直上方に二重に折り曲げた立ち上がり部2dと、この立ち上がり部2dに連なって太陽電池1側に延在する水平部2eと、この水平部2eに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部2fとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール10の棟側係合部2fに棟側の太陽電池モジュール10の第1折り曲げ部2bとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール10を階段状に設置できるようになっている。
【0005】
ここで、各太陽電池モジュール10の軒側の固定は、その更に軒側に位置する隣の太陽電池モジュール10との係合(第1折り曲げ部2bと棟側係合部2fとの係合)によって行われる。一方、各太陽電池モジュール10の棟側では、図8に示すように、平板部2aと水平部2eとの鋼板が二重に重なった部分で、固定用ビス6を用いて、太陽電池モジュール10を裏打ち材4を介して野地板5に支持固定する。裏打ち材4には、断熱機能を有する発泡スチロールを用いることが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の太陽電池モジュール10では、固定用ビス6にて野地板5への固定を行った際に、裏打ち材4は変形し易く、また、固定部分が鋼板の二重構成となっていて剛性が高いのでビス留めによる応力を十分に吸収できず、ビス留め固定による変位が広い範囲に及ぶので、太陽電池1の辺縁部(図8のA部)において、太陽電池1と金属板2(平板部2a)との剥離が発生するという問題がある。
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、上述したような太陽電池と金属板との剥離が起こる可能性をなくすことができる太陽電池モジュール及びその設置方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る太陽電池モジュールの設置方法は、太陽電池を金属板の一部の領域に接着させてなり、前記太陽電池が接着されていない前記金属板の領域は、第1部分と該第1部分より厚さが薄い第2部分とを有する太陽電池モジュールを建材に設置する方法であって、前記金属板の前記第2部分で前記太陽電池モジュールを前記建材にビス留め固定することを特徴とする。
【0009】
請求項1の太陽電池モジュールの設置方法にあっては、金属板の第2部分(例えば1枚の部分)で太陽電池モジュールを建材(野地板)にビス留め固定する。ビス留めによる変位はその第2部分近傍で吸収されて太陽電池の接着領域まで及ばず、太陽電池と金属板との剥離が生じない。
【0010】
請求項2に係る太陽電池モジュールの設置方法は、請求項1において、前記第1部分は多重の金属板にて構成されており、前記第2部分は単一の金属板にて構成されていることを特徴とする。
【0011】
請求項2の太陽電池モジュールの設置方法にあっては、複数の金属板を重ねて第1部分を構成し、第2部分は1枚の金属板にて構成する。よって、極めて簡単に厚さが異なる2つの部分を形成できる。
【0014】
請求項3に係る太陽電池モジュールは、太陽電池を金属板に接着させた構成を有し、前記金属板が建材にビス留め固定されるようにした太陽電池モジュールにおいて、前記金属板にあって、ビス留め固定される部分が他の部分に比して厚さが薄くなっていることを特徴とする。
【0015】
請求項3の太陽電池モジュールにあっては、金属板のビス留め固定される部分を他の部分よりも薄くしておく。この結果、太陽電池モジュールを建材(野地板)にビス留め固定した際に、ビス留めによる変位は太陽電池の接着領域まで及ばず、太陽電池と金属板との剥離が生じない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態による太陽電池モジュール10の外観を示す斜視図、図2は、その太陽電池モジュール10における棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。図1に示す如く、太陽電池モジュール10は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池1が、例えば鋼板製の金属板2上に、例えばEVA(Ethylene Vinyl Acetate:エチレン・ビニル・アセテート)樹脂からなる接着剤3により接着されて構成されている。この金属板2は、太陽電池1がその一部領域に接着される平板部2aと、その軒側(水下側)及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第1折り曲げ部2b及び第2折り曲げ部2cとを有している。
【0017】
軒側の第1折り曲げ部2bは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール10と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第2折り曲げ部2cは、略垂直上方に折り曲げた立ち上がり部2dと、この立ち上がり部2dに連なって太陽電池1側に延在する水平部2eと、この水平部2eに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部2fとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール10の棟側係合部2fに棟側の太陽電池モジュール10の第1折り曲げ部2bとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール10を階段状に設置できるようになっている。
【0018】
第1実施の形態では、第2折り曲げ部2cの立ち上がり部2dが、全域において従来例(図7,8参照)のように鋼板の二重構成になっているのではなく、鋼板の二重構成をなす二重立ち上がり部21dと鋼板の一重構成である一重立ち上がり部22dとに分けられており、この二重立ち上がり部21dに連なる部分にのみ水平部2eが存在し、この水平部2eに連なって従来例と同様の棟側係合部2fが形成されている。よって、太陽電池1が接着されない領域の金属板2には、鋼板が二重構成になっている部分(平板部2aと水平部2eとの重なり部分)と、鋼板が一重構成である部分(平板部2aのみ)とが存在する。この鋼板が二重構成になっている部分には、太陽電池1からの起電力を取り出すための端子箱(図示せず)が設置される。この第1実施の形態では、端子箱が設置される領域のみが二重構成であり、他の領域は全て一重構成である。
【0019】
このような構成の太陽電池モジュール10は、断熱性に優れた例えば発泡スチロールからなる裏打ち材4を介して、野地板5上に配置されている。そして、鋼板の一重構成である平板部2aにおいて、固定用ビス6を用いて、太陽電池モジュール10を裏打ち材4を介して野地板5に支持固定する。
【0020】
このようにした場合には、ビス留め固定される金属板2の部分(平板部2a)が薄いので、ビス留めによる変位は、そのビス留め部近傍で吸収されることになって、太陽電池1及び金属板2の接着領域にまでは達せず、太陽電池1と金属板2との剥離は生じない。この結果、歩留り良く太陽電池モジュール10の設置処理を行うことができる。
【0021】
(第2実施の形態)
図3は、本発明の第2実施の形態による太陽電池モジュール10の外観を示す斜視図、図4は、その太陽電池モジュール10における棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。第1実施の形態と同様に、太陽電池モジュール10は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池1が、例えば鋼板製の金属板2上に、例えばEVA樹脂からなる接着剤3により接着されて構成されており、この金属板2は、太陽電池1がその一部領域に接着される接着される平板部2aと、その軒側(水下側)及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第1折り曲げ部2b及び第2折り曲げ部2cとを有している。
【0022】
軒側の第1折り曲げ部2bは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール10と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第2折り曲げ部2cは、略垂直上方に二重に折り曲げた立ち上がり部2dと、この立ち上がり部2dに連なって太陽電池1側に延在する水平部2eと、この水平部2eに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部2fとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール10の棟側係合部2fに棟側の太陽電池モジュール10の第1折り曲げ部2bとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール10を階段状に設置できるようになっている。
【0023】
第2実施の形態では、立ち上がり部2d及び棟側係合部2fの構成は従来例(図7,8参照)と同様であるが、水平部2eが部分的に欠損している。よって、太陽電池1が接着されない領域の金属板2には、鋼板が二重構成になっている部分(平板部2aと水平部2eとの重なり部分)と、鋼板が一重構成である部分(平板部2aのみ)とが存在する。この第2実施の形態では、ビス留め固定される領域のみが一重構成であり、他の領域は二重構成である。
【0024】
第2実施の形態でも、水平部2eが欠損している鋼板の一重構成の部分(平板部2a)において、固定用ビス6を用いて、太陽電池モジュール10を裏打ち材4を介して野地板5に支持固定するようにした場合、第1実施の形態と同様、太陽電池1と金属板2との剥離は生じない。この結果、歩留り良く太陽電池モジュール10の設置処理を行うことができる。
【0025】
次に、本発明の効果を検証した実測結果について説明する。厚さが種々異なる複数種の金属板2(鋼板)を使用して、ビス留め部を一重構成とした本発明の太陽電池モジュールと、ビス留め部を二重構成とした従来例の太陽電池モジュールとを作製し、夫々についてビス留めを行った際の歩留りを求めた。その結果を図5に示す。図5では、横軸に使用した金属板2(鋼板)の1枚の厚さ(mm)、縦軸に歩留り(%)を取って特性を示しており、−●−は一重構成(本発明)の場合、−□−は二重構成(従来例)の場合を表している。
【0026】
厚さが0.5mm以下の金属板2(鋼板)を使用する場合には、本発明の効果は明瞭ではないが、それより厚い金属板2(鋼板)を使用する場合には、従来例に比べて本発明では歩留りを大幅に高めることができていることが分かる。
【0027】
次に、全体の金属板2(鋼板)の厚さが同じである場合に、一重構成と二重構成とでは何れが有利であるかについて考察する。全体の厚さが同一となる一重構成及び二重構成の金属板2(鋼板)を夫々使用して太陽電池モジュールを作製し、夫々についてビス留めを行った際の歩留りを求めた。その結果を図6に示す。、図6では、横軸に金属板2(鋼板)の全体の厚さ(mm)、縦軸に歩留り(%)を取って特性を示しており、−●−は一重構成の場合、−□−は二重構成の場合を表している。
【0028】
金属板2(鋼板)の全体の厚さを1mmより大きくした場合には、二重構成の場合の方が一重構成の場合よりも歩留りが高くなっており、太陽電池及び金属板の剥離が発生しにくくなっていることが分かる。
【0029】
なお、上述した例では、鋼板の一重構成,二重構成の違いにて、厚さが薄い部分と厚さが厚い部分とを金属板2に設けるようにしたが、これとは異なり、1枚状の鋼板であって、予め加工処理によってビス留め部分の厚さを他の部分よりも薄くしておくようにしても良いことは勿論である。
【0030】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、太陽電池が接着される金属板に他の部分よりも薄い部分を設けておき、その薄い部分で太陽電池モジュールと建材とをビス留め固定するようにしたので、ビス留めによる変位をその近傍で吸収でき、接着領域まで及ぶことを防いで、太陽電池及び金属板の剥離を防止することが可能となり、歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図2】第1実施の形態による太陽電池モジュールにおける棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【図3】第2実施の形態による太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図4】第2実施の形態による太陽電池モジュールにおける棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【図5】ビス留め部を一重構成,二重構成とした夫々の太陽電池モジュールの歩留りを示すグラフである。
【図6】ビス留め部の全体の厚さを等しくして一重構成,二重構成とした夫々の太陽電池モジュールの歩留りを示すグラフである。
【図7】従来の太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図8】従来の太陽電池モジュールにおける棟側(水上側)での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【符号の説明】
1 太陽電池部
2 金属板
3 接着剤
4 裏打ち材
5 野地板
6 固定用ビス
2a 平板部
2c 第2折り曲げ部
2e 水平部
10 太陽電池モジュール
Claims (3)
- 太陽電池を金属板の一部の領域に接着させてなり、前記太陽電池が接着されていない前記金属板の領域は、第1部分と該第1部分より厚さが薄い第2部分とを有する太陽電池モジュールを建材に設置する方法であって、前記金属板の前記第2部分で前記太陽電池モジュールを前記建材にビス留め固定することを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
- 前記第1部分は多重の金属板にて構成されており、前記第2部分は単一の金属板にて構成されている請求項1に記載の太陽電池モジュールの設置方法。
- 太陽電池を金属板に接着させた構成を有し、前記金属板が建材にビス留め固定されるようにした太陽電池モジュールにおいて、前記金属板にあって、ビス留め固定される部分が他の部分に比して厚さが薄くなっていることを特徴とする太陽電池モジュール。
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