JP4208419B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面発電機能を備える太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
両面発電機能を備える太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールは、屋根面、壁面等に設置される。
図１３は、従来の太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図１４は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
図中２は両面発電型の太陽電池素子であり、数枚〜数十枚の該太陽電池素子２，２，…を太陽光線８を透過させるための透光部２０，２０，…となる間隔を隔てて配置している。
前記太陽電池素子２，２，…は、該太陽電池素子２，２，…が発生させた電力を取り出す端子箱に接続可能なように、配線７を用いて直列に接続されている。
【０００３】
接続された前記太陽電池素子２，２，…は透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シート）で挟み、その外側を透光性の強化ガラス材を用いた透光板１と透明プラスチックフィルムを用いた透光フィルム４とで挟み、熱圧着加工を施し、合成樹脂シート３を架橋、硬化して一体化し、透光板１、透光フィルム４、及び透光フィルム４と同寸同形状を有する光反射板（例えば白色に塗装された矩形の鋼板）６の周縁部を、アルミニウムを用いた枠体５０に嵌め込んで太陽電池モジュールとしている。
【０００４】
以上のような太陽電池モジュールが、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置されている場合、太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、隣り合う太陽電池モジュールの枠体５０を夫々重ね合わせた状態で、屋根面９１上に、棟側から軒側に向けて段葺きに（階段状に）して設置されている。
このとき、太陽光線８が太陽電池素子２，２，…に入射して発電に寄与し、透光板１及び透光フィルム４を透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与して、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【０００５】
また、太陽電池モジュールが、例えば個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置されている場合、太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、壁面９２に沿って縦置きに設置され、このとき、段葺きに設置されている場合と同様にして、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【０００６】
以上のような太陽電池モジュールは、透光部２０，２０，…の面積を大きくした場合、透光部２０，２０，…を透過する太陽光線８の量が増大し、透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与するため、太陽電池素子２一枚当たりの発電電流が増加することが知られている。また、太陽電池素子２，２，…と光反射板６との間の距離を大きくした場合、光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大するため、該太陽光線８が発電に寄与して太陽電池素子２一枚当たりの発電電流が増加することも知られている。
【０００７】
また、太陽電池素子２，２，…を直列に接続する場合は、各太陽電池素子２，２，…の発電電流を同程度に揃える必要があり、各太陽電池素子２，２，…の発電電流に大きなバラツキがあるときは、発電電流が少ない太陽電池素子２の影響により、太陽電池モジュールの出力が低下することが知られている。
【０００８】
【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は、段葺きにして設置した場合、光反射板６と屋根面９１との間に空隙９０が生じ、該空隙９０を有効に利用していなかった。
また、縦置きに設置した場合、太陽高度が高いとき、太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽光線８との角度関係が平行に近くなるため発電効率を向上させることができず、太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽光線８との角度関係を垂直に近づけた場合は光反射板６と壁面９２との間に空隙が生じ、該空隙を有効に利用していなかった。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、両面発電型の太陽電池素子に対して光反射板を斜めに配置することにより、屋根面に設置する場合、又は壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合に光反射板と屋根面との間に生じる空隙、又は従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて設置する場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１０】
本発明の目的は、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を調節して太陽電池素子を配置することにより、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防止できる太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、出力電流値が異なる太陽電池素子を配置することにより、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防止できる太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、透光部となる間隔を隔てて平面的に配置し、前記太陽電池素子の一面側に光反射板を配置してなる太陽電池モジュールにおいて、前記光反射板は前記太陽電池素子に対して傾斜角を有する。
【００１２】
第１発明に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が短く、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が長いことを特徴とする。
第２発明に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は出力電流値が小さく、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は出力電流値が大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、光反射板と太陽電池素子との間に適宜の距離を隔てることができ、それによって光反射板に反射して太陽電池素子の裏面に入射する太陽光線の量が増大して発電電流を増加することができる。
例えば屋根面に設置する場合、太陽電池素子と太陽光線との角度関係が、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合の従来の太陽電池モジュールの太陽電池素子と太陽光線との角度関係と等しい場合であっても、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置することによって、太陽電池素子に対して平行に配置されている光反射板が屋根面に対して斜めに設置されて光反射板と屋根面との間に生じる空隙を、傾斜した光反射板の配置スペースとして利用して、発電電流を増加することができる。
【００１４】
また、太陽電池モジュールを壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線との角度関係を垂直に近づけて壁面に設置し、前記角度関係を垂直に近づけることによって太陽高度が高いときの発電効率を向上させる場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる。
【００１５】
加えて、第１発明にあっては、太陽電池素子と光反射板との間の距離が、該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子と光反射板との間の距離より短く、そのため隣り合う太陽電池素子より裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対し、該太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を長くして裏面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００１６】
また、第２発明にあっては、太陽電池素子と光反射板との間の距離が、該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子と光反射板との間の距離より短く、そのため隣り合う太陽電池素子より裏面に入射する光量が小さくなる太陽電池素子として、出力電流値が大きい太陽電池素子を用いることによって、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度に揃えることができ、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。出力電流値が大きい太陽電池素子は、例えば面積が大きい太陽電池素子であり、該太陽電池素子が受光する太陽光線の量を増大して両面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度に揃えることができる。
【００１７】
【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に基づいて詳述する。
参考形態 ．
図１は、本発明の参考形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図２は、図１のII−II線の断面図、図３は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図４は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【００１８】
図中２は矩形の両面発電型の太陽電池素子（例えばＨＩＴ太陽電池素子）であり、数枚〜数十枚の太陽電池素子２，２，…を接近して平面的に横方向に一列配置して太陽電池素子列２ａ，２ａ，…とし、複数の太陽電池素子列２ａ，２ａ，…を、太陽光線８を透過する透光部２０，２０，…となる間隔を縦方向に隔てて平面的に並置して矩形の太陽電池素子群としてある。
また、太陽電池素子２，２，…は、配線７（例えば銅板に半田メッキした接続用銅板導線）を用いて直列に接続し、該配線７を介して太陽電池素子２，２，…が発生させた電力を取り出すための端子箱７１に接続してある。
【００１９】
前記太陽電池素子２，２，…は、前記太陽電池素子群よりも面積が大きい矩形の透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シート）で挟み、その外側を該合成樹脂シート３と同寸同形状の透光性の強化ガラス材を用いた透光板１と透明プラスチックフィルムを用いた透光フィルム４とで挟み、熱圧着加工を施し、合成樹脂シート３を架橋、硬化して一体化し、透光板１及び透光フィルム４の周縁部をアルミニウムを用いた枠体５に嵌め込んでいる。
透光部２０，２０，…は合成樹脂が充填されている。また、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う太陽電池素子列２ａ，２ａとの間にも、合成樹脂が充填されて透光部２５，２５が形成されている。
【００２０】
枠体５は、例えば個人住宅の屋根面、壁面等に設置する場合に家屋側となるべき透光フィルム４側に光反射板６を太陽電池素子２，２，…に対して縦方向に適宜の傾斜角を有するよう配置して取り付けるために、縦方向の一端部の家屋側への突出量を大きくしている。光反射板６の傾斜角度は、該光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量、太陽電池モジュールの厚み、設置場所等を考慮して決定する。
光反射板６は、例えば白色に塗装された矩形の鋼板である。また、光反射板６は太陽電池素子２，２，…に対して縦方向に傾斜して枠体５の透光フィルム４側に配置され、周縁部を枠体５に嵌め込んである。
【００２１】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。
このとき、太陽光線８が太陽電池素子２，２，…に入射して発電に寄与し、透光板１及び透光フィルム４を透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与して、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【００２２】
また、太陽電池素子２，２，…に対して光反射板６を斜めに配置していることにより、光反射板６と太陽電池素子２，２，…との間に適宜の距離を隔てることができ、それによって光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大し、発電電流を増加することができる。このとき、太陽電池素子２，２，…と太陽光線８との角度関係は、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合の従来の太陽電池モジュールの太陽電池素子と太陽光線との角度関係と等しい場合であっても、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置することによって、太陽電池素子に対して平行に配置されている光反射板と屋根面との間に生じる空隙を光反射板６の配置スペースとして有効に利用することができる。
【００２３】
本参考形態の太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置し、このとき、屋根面９１に設置して用いる場合と同様に両面発電を行ない、光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大して発電電流を増加することができる。
このとき、太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線８との角度関係を垂直に近づけることができるため、従来の太陽電池モジュールを縦置きにして壁面に配置する場合より発電効率が高い。
【００２４】
実施の形態 １．
図５は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図６は、図５のVI−VI線の断面図、図７は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図８は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
該太陽電池モジュールは、前述した実施の形態１の太陽電池モジュールの透光部２５，２０，２０，…，２５に代えて、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２を設けてある。
【００２５】
透光部２５１は、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う一方の太陽電池素子列２ａとの間に設けられ、透光部２５２は、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う他方の太陽電池素子列２ａとの間に設けられ、前記一方の太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離は、前記他方の太陽電池素子列２ａと光反射板との間の距離より長い。また、透光部２０１，２０２，…は、透光部２５１と透光部２５２との間に順に設けられており、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２の縦方向の長さは、透光部２５１の縦方向の長さが最短、透光部２５２の縦方向の長さが最大になるよう、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２の順に適宜長くなるよう設けられている。
その他、参考形態に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２６】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合は、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置する。
このとき、本実施の形態の太陽電池モジュールは、参考形態と同様の効果を得る。
【００２７】
また、例えば透光部２５１と透光部２０１との間に挟まれた太陽電池素子列２ａは、該太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離が、透光部２０１と透光部２０２との間に挟まれた太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離より長いが、透光部２５１の面積よりも透光部２０１の面積の方が大きく、透光部２０１の面積よりも透光部２０２の面積の方が大きいため、透光部２５１と透光部２０１との間に挟まれた太陽電池素子列２ａの各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量と、透光部２０１と透光部２０２との間に挟まれた太陽電池素子列２ａの各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量とが略等しくなり、同様にして太陽電池素子列２ａ，２ａ，…の各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量が夫々同程度になるため、各太陽電池素子２，２，…一枚当たりの発電電流を同程度に揃えて両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００２８】
実施の形態 ２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ線の断面図、図１１は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図１２は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
該太陽電池モジュールは、前述した参考形態の太陽電池モジュールの太陽電池素子列２ａ，２ａ，…に代えて、太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを備える。
【００２９】
太陽電池素子列２１ａと光反射板６との距離は、太陽電池素子列２２ａと光反射板６との距離よりも長く、太陽電池素子列２１ａは、両面発電型の太陽電池素子２１を用い、数枚〜数十枚の太陽電池素子２１，２１，…を接近して平面的に横方向に一列配置してあり、太陽電池素子列２２ａは、該太陽電池素子２１より面積が大きい太陽電池素子２２を用い、数枚〜数十枚の太陽電池素子２２，２２，…を接近して平面的に横方向に一列配置してある。
【００３０】
同様にして、太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを夫々構成する太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の面積がこの順に大きくなる太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを太陽光線８を透過する透光部２０，２０，…となる間隔を縦方向に隔てて平面的に並置して矩形の太陽電池素子群としてある。
その他、参考形態に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３１】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合は、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置する。
このとき、本実施の形態の太陽電池モジュールは、参考形態と同様の効果を得る。
【００３２】
また、例えば太陽電池素子列２１ａは、該太陽電池素子列２１ａと光反射板６との間の距離が、太陽電池素子列２２ａと光反射板６との間の距離より長いが、太陽電池素子２１の面積よりも太陽電池素子２２の面積の方が大きいため、各太陽電池素子２１，２１，…の両面に入射する太陽光線８の光量と、各太陽電池素子２２，２２，…の両面に入射する太陽光線８の光量とが略等しくなり、同様にして太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａの各太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の両面に入射する太陽光線８の光量が夫々略等しくなるため、各太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４一枚当たりの発電電流を同程度にして両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
なお、本実施の形態の太陽電池モジュールは、太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の出力電流値がこの順に大きくなるよう調整しているため、各太陽電池素子の面積だけでなく、例えばアモルファス系の太陽電池素子の場合、各太陽電池素子の半導体の段数を変化させることで出力電流値を調整しても良い。
なお、本発明の太陽電池モジュールは、例えば架台に設置しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュールによれば、両面発電型の太陽電池素子に対して光反射板を斜めに配置することにより、屋根面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合に光反射板と屋根面との間に生じる空隙を有効に利用することができ、また、壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線との角度関係を垂直に近づけて壁面に設置し、前記角度関係を垂直に近づけることによって太陽高度が高いときの発電効率を向上させる場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる。
【００３４】
加えて、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を調節して太陽電池素子を配置することにより、太陽電池素子と光反射板との間の距離が短いため裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対して、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離を長くして裏面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００３５】
或いは、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、例えば面積が異なる太陽電池素子を配置することにより、太陽電池素子と光反射板との間の距離が短いため裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対して、該太陽電池素子の面積を大きくして受光する太陽光線の量を増大して両面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】 図１のII−II線の断面図である。
【図３】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図４】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る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VI−VI線の断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１３】 従来の太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１４】 従来の太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２ 太陽電池素子
２１ 太陽電池素子
２２ 太陽電池素子
２０ 透光部
２０１ 透光部
２０２ 透光部
６ 光反射板
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面発電機能を備える太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
両面発電機能を備える太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールは、屋根面、壁面等に設置される。
図１３は、従来の太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図１４は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
図中２は両面発電型の太陽電池素子であり、数枚〜数十枚の該太陽電池素子２，２，…を太陽光線８を透過させるための透光部２０，２０，…となる間隔を隔てて配置している。
前記太陽電池素子２，２，…は、該太陽電池素子２，２，…が発生させた電力を取り出す端子箱に接続可能なように、配線７を用いて直列に接続されている。
【０００３】
接続された前記太陽電池素子２，２，…は透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シート）で挟み、その外側を透光性の強化ガラス材を用いた透光板１と透明プラスチックフィルムを用いた透光フィルム４とで挟み、熱圧着加工を施し、合成樹脂シート３を架橋、硬化して一体化し、透光板１、透光フィルム４、及び透光フィルム４と同寸同形状を有する光反射板（例えば白色に塗装された矩形の鋼板）６の周縁部を、アルミニウムを用いた枠体５０に嵌め込んで太陽電池モジュールとしている。
【０００４】
以上のような太陽電池モジュールが、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置されている場合、太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、隣り合う太陽電池モジュールの枠体５０を夫々重ね合わせた状態で、屋根面９１上に、棟側から軒側に向けて段葺きに（階段状に）して設置されている。
このとき、太陽光線８が太陽電池素子２，２，…に入射して発電に寄与し、透光板１及び透光フィルム４を透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与して、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【０００５】
また、太陽電池モジュールが、例えば個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置されている場合、太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、壁面９２に沿って縦置きに設置され、このとき、段葺きに設置されている場合と同様にして、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【０００６】
以上のような太陽電池モジュールは、透光部２０，２０，…の面積を大きくした場合、透光部２０，２０，…を透過する太陽光線８の量が増大し、透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与するため、太陽電池素子２一枚当たりの発電電流が増加することが知られている。また、太陽電池素子２，２，…と光反射板６との間の距離を大きくした場合、光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大するため、該太陽光線８が発電に寄与して太陽電池素子２一枚当たりの発電電流が増加することも知られている。
【０００７】
また、太陽電池素子２，２，…を直列に接続する場合は、各太陽電池素子２，２，…の発電電流を同程度に揃える必要があり、各太陽電池素子２，２，…の発電電流に大きなバラツキがあるときは、発電電流が少ない太陽電池素子２の影響により、太陽電池モジュールの出力が低下することが知られている。
【０００８】
【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は、段葺きにして設置した場合、光反射板６と屋根面９１との間に空隙９０が生じ、該空隙９０を有効に利用していなかった。
また、縦置きに設置した場合、太陽高度が高いとき、太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽光線８との角度関係が平行に近くなるため発電効率を向上させることができず、太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽光線８との角度関係を垂直に近づけた場合は光反射板６と壁面９２との間に空隙が生じ、該空隙を有効に利用していなかった。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、両面発電型の太陽電池素子に対して光反射板を斜めに配置することにより、屋根面に設置する場合、又は壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合に光反射板と屋根面との間に生じる空隙、又は従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて設置する場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１０】
本発明の目的は、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を調節して太陽電池素子を配置することにより、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防止できる太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、出力電流値が異なる太陽電池素子を配置することにより、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防止できる太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、透光部となる間隔を隔てて平面的に配置し、前記太陽電池素子の一面側に光反射板を配置してなる太陽電池モジュールにおいて、前記光反射板は前記太陽電池素子に対して傾斜角を有する。
【００１２】
第１発明に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が短く、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が長いことを特徴とする。
第２発明に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は出力電流値が小さく、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は出力電流値が大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、光反射板と太陽電池素子との間に適宜の距離を隔てることができ、それによって光反射板に反射して太陽電池素子の裏面に入射する太陽光線の量が増大して発電電流を増加することができる。
例えば屋根面に設置する場合、太陽電池素子と太陽光線との角度関係が、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合の従来の太陽電池モジュールの太陽電池素子と太陽光線との角度関係と等しい場合であっても、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置することによって、太陽電池素子に対して平行に配置されている光反射板が屋根面に対して斜めに設置されて光反射板と屋根面との間に生じる空隙を、傾斜した光反射板の配置スペースとして利用して、発電電流を増加することができる。
【００１４】
また、太陽電池モジュールを壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線との角度関係を垂直に近づけて壁面に設置し、前記角度関係を垂直に近づけることによって太陽高度が高いときの発電効率を向上させる場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる。
【００１５】
加えて、第１発明にあっては、太陽電池素子と光反射板との間の距離が、該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子と光反射板との間の距離より短く、そのため隣り合う太陽電池素子より裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対し、該太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を長くして裏面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００１６】
また、第２発明にあっては、太陽電池素子と光反射板との間の距離が、該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子と光反射板との間の距離より短く、そのため隣り合う太陽電池素子より裏面に入射する光量が小さくなる太陽電池素子として、出力電流値が大きい太陽電池素子を用いることによって、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度に揃えることができ、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。出力電流値が大きい太陽電池素子は、例えば面積が大きい太陽電池素子であり、該太陽電池素子が受光する太陽光線の量を増大して両面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度に揃えることができる。
【００１７】
【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に基づいて詳述する。
参考形態 ．
図１は、本発明の参考形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図２は、図１のII−II線の断面図、図３は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図４は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【００１８】
図中２は矩形の両面発電型の太陽電池素子（例えばＨＩＴ太陽電池素子）であり、数枚〜数十枚の太陽電池素子２，２，…を接近して平面的に横方向に一列配置して太陽電池素子列２ａ，２ａ，…とし、複数の太陽電池素子列２ａ，２ａ，…を、太陽光線８を透過する透光部２０，２０，…となる間隔を縦方向に隔てて平面的に並置して矩形の太陽電池素子群としてある。
また、太陽電池素子２，２，…は、配線７（例えば銅板に半田メッキした接続用銅板導線）を用いて直列に接続し、該配線７を介して太陽電池素子２，２，…が発生させた電力を取り出すための端子箱７１に接続してある。
【００１９】
前記太陽電池素子２，２，…は、前記太陽電池素子群よりも面積が大きい矩形の透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シート）で挟み、その外側を該合成樹脂シート３と同寸同形状の透光性の強化ガラス材を用いた透光板１と透明プラスチックフィルムを用いた透光フィルム４とで挟み、熱圧着加工を施し、合成樹脂シート３を架橋、硬化して一体化し、透光板１及び透光フィルム４の周縁部をアルミニウムを用いた枠体５に嵌め込んでいる。
透光部２０，２０，…は合成樹脂が充填されている。また、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う太陽電池素子列２ａ，２ａとの間にも、合成樹脂が充填されて透光部２５，２５が形成されている。
【００２０】
枠体５は、例えば個人住宅の屋根面、壁面等に設置する場合に家屋側となるべき透光フィルム４側に光反射板６を太陽電池素子２，２，…に対して縦方向に適宜の傾斜角を有するよう配置して取り付けるために、縦方向の一端部の家屋側への突出量を大きくしている。光反射板６の傾斜角度は、該光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量、太陽電池モジュールの厚み、設置場所等を考慮して決定する。
光反射板６は、例えば白色に塗装された矩形の鋼板である。また、光反射板６は太陽電池素子２，２，…に対して縦方向に傾斜して枠体５の透光フィルム４側に配置され、周縁部を枠体５に嵌め込んである。
【００２１】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。
このとき、太陽光線８が太陽電池素子２，２，…に入射して発電に寄与し、透光板１及び透光フィルム４を透過した太陽光線８が光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射して発電に寄与して、前記太陽電池モジュールは両面発電が可能となる。
【００２２】
また、太陽電池素子２，２，…に対して光反射板６を斜めに配置していることにより、光反射板６と太陽電池素子２，２，…との間に適宜の距離を隔てることができ、それによって光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大し、発電電流を増加することができる。このとき、太陽電池素子２，２，…と太陽光線８との角度関係は、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合の従来の太陽電池モジュールの太陽電池素子と太陽光線との角度関係と等しい場合であっても、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置することによって、太陽電池素子に対して平行に配置されている光反射板と屋根面との間に生じる空隙を光反射板６の配置スペースとして有効に利用することができる。
【００２３】
本参考形態の太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置し、このとき、屋根面９１に設置して用いる場合と同様に両面発電を行ない、光反射板６に反射して太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の量が増大して発電電流を増加することができる。
このとき、太陽電池素子２，２，…の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線８との角度関係を垂直に近づけることができるため、従来の太陽電池モジュールを縦置きにして壁面に配置する場合より発電効率が高い。
【００２４】
実施の形態 １．
図５は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図６は、図５のVI−VI線の断面図、図７は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図８は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
該太陽電池モジュールは、前述した実施の形態１の太陽電池モジュールの透光部２５，２０，２０，…，２５に代えて、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２を設けてある。
【００２５】
透光部２５１は、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う一方の太陽電池素子列２ａとの間に設けられ、透光部２５２は、枠体５と該枠体５に縦方向に隣り合う他方の太陽電池素子列２ａとの間に設けられ、前記一方の太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離は、前記他方の太陽電池素子列２ａと光反射板との間の距離より長い。また、透光部２０１，２０２，…は、透光部２５１と透光部２５２との間に順に設けられており、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２の縦方向の長さは、透光部２５１の縦方向の長さが最短、透光部２５２の縦方向の長さが最大になるよう、透光部２５１，２０１，２０２，…，２５２の順に適宜長くなるよう設けられている。
その他、参考形態に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２６】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合は、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置する。
このとき、本実施の形態の太陽電池モジュールは、参考形態と同様の効果を得る。
【００２７】
また、例えば透光部２５１と透光部２０１との間に挟まれた太陽電池素子列２ａは、該太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離が、透光部２０１と透光部２０２との間に挟まれた太陽電池素子列２ａと光反射板６との間の距離より長いが、透光部２５１の面積よりも透光部２０１の面積の方が大きく、透光部２０１の面積よりも透光部２０２の面積の方が大きいため、透光部２５１と透光部２０１との間に挟まれた太陽電池素子列２ａの各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量と、透光部２０１と透光部２０２との間に挟まれた太陽電池素子列２ａの各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量とが略等しくなり、同様にして太陽電池素子列２ａ，２ａ，…の各太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する太陽光線８の光量が夫々同程度になるため、各太陽電池素子２，２，…一枚当たりの発電電流を同程度に揃えて両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００２８】
実施の形態 ２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ線の断面図、図１１は、前記太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図であり、図１２は、該太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
該太陽電池モジュールは、前述した参考形態の太陽電池モジュールの太陽電池素子列２ａ，２ａ，…に代えて、太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを備える。
【００２９】
太陽電池素子列２１ａと光反射板６との距離は、太陽電池素子列２２ａと光反射板６との距離よりも長く、太陽電池素子列２１ａは、両面発電型の太陽電池素子２１を用い、数枚〜数十枚の太陽電池素子２１，２１，…を接近して平面的に横方向に一列配置してあり、太陽電池素子列２２ａは、該太陽電池素子２１より面積が大きい太陽電池素子２２を用い、数枚〜数十枚の太陽電池素子２２，２２，…を接近して平面的に横方向に一列配置してある。
【００３０】
同様にして、太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを夫々構成する太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の面積がこの順に大きくなる太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａを太陽光線８を透過する透光部２０，２０，…となる間隔を縦方向に隔てて平面的に並置して矩形の太陽電池素子群としてある。
その他、参考形態に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３１】
以上のような太陽電池モジュールを、例えば個人住宅の屋根の上に複数設置して用いる場合、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、屋根面９１上に、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を棟側に、厚い方を軒側に向けて設置する。個人住宅の屋外側の壁面９２に複数設置して用いる場合は、各太陽電池モジュールの透光板１側を太陽光線８に向けて、太陽電池モジュールの厚みが薄い方を上側に、厚い方を下側にして壁面９２に沿って縦置きに設置する。
このとき、本実施の形態の太陽電池モジュールは、参考形態と同様の効果を得る。
【００３２】
また、例えば太陽電池素子列２１ａは、該太陽電池素子列２１ａと光反射板６との間の距離が、太陽電池素子列２２ａと光反射板６との間の距離より長いが、太陽電池素子２１の面積よりも太陽電池素子２２の面積の方が大きいため、各太陽電池素子２１，２１，…の両面に入射する太陽光線８の光量と、各太陽電池素子２２，２２，…の両面に入射する太陽光線８の光量とが略等しくなり、同様にして太陽電池素子列２１ａ，２２ａ，２３ａ，…，２４ａの各太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の両面に入射する太陽光線８の光量が夫々略等しくなるため、各太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４一枚当たりの発電電流を同程度にして両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
なお、本実施の形態の太陽電池モジュールは、太陽電池素子２１，２２，２３，…，２４の出力電流値がこの順に大きくなるよう調整しているため、各太陽電池素子の面積だけでなく、例えばアモルファス系の太陽電池素子の場合、各太陽電池素子の半導体の段数を変化させることで出力電流値を調整しても良い。
なお、本発明の太陽電池モジュールは、例えば架台に設置しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュールによれば、両面発電型の太陽電池素子に対して光反射板を斜めに配置することにより、屋根面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを段葺きにして屋根面に設置する場合に光反射板と屋根面との間に生じる空隙を有効に利用することができ、また、壁面に設置する場合、従来の太陽電池モジュールを壁面に対して傾斜させて太陽電池素子の発電面と太陽高度が高いときの太陽光線との角度関係を垂直に近づけて壁面に設置し、前記角度関係を垂直に近づけることによって太陽高度が高いときの発電効率を向上させる場合に光反射板と壁面との間に生じる空隙を有効に利用することができる。
【００３４】
加えて、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、太陽電池素子と該太陽電池素子に隣り合う太陽電池素子との間の距離を調節して太陽電池素子を配置することにより、太陽電池素子と光反射板との間の距離が短いため裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対して、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離を長くして裏面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる。
【００３５】
或いは、太陽電池素子と光反射板との間の距離の長さに応じて、例えば面積が異なる太陽電池素子を配置することにより、太陽電池素子と光反射板との間の距離が短いため裏面の発電電流が小さくなる太陽電池素子に対して、該太陽電池素子の面積を大きくして受光する太陽光線の量を増大して両面の発電電流を増加するため、各太陽電池素子一枚当たりの発電電流を同程度にして、裏面の発電電流が小さい太陽電池素子の影響によって出力が低下することを防ぎ、両面発電の効果を有効に利用して最大限の出力を得ることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】 図１のII−II線の断面図である。
【図３】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図４】 本発明の参考形態に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る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VI−VI線の断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１３】 従来の太陽電池モジュールを屋根面に設置した状態を示す縦断面図である。
【図１４】 従来の太陽電池モジュールを壁面に設置した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２ 太陽電池素子
２１ 太陽電池素子
２２ 太陽電池素子
２０ 透光部
２０１ 透光部
２０２ 透光部
６ 光反射板
Claims (2)
- 複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、透光部となる間隔を隔てて平面的に配置し、前記太陽電池素子の一面側に光反射板を配置してなる太陽電池モジュールにおいて、
前記光反射板は前記太陽電池素子に対して傾斜角を有すると共に、
前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が短く、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は、該太陽電池素子と、隣り合う太陽電池素子との間の距離が長いことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、透光部となる間隔を隔てて平面的に配置し、前記太陽電池素子の一面側に光反射板を配置してなる太陽電池モジュールにおいて、
前記光反射板は前記太陽電池素子に対して傾斜角を有すると共に、
前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が長い太陽電池素子は出力電流値が小さく、前記太陽電池素子と前記光反射板との間の距離が短い太陽電池素子は出力電流値が大きいことを特徴とする太陽電池モジュール。
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