JP4263875B2 - Solar cell module and solar cell array - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュールの複数を建物の屋根上に設置し、これら太陽電池モジュールにより太陽電池アレイを構成する、太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば図8に示すような家庭の電気負荷を低減するために、家屋の屋根上に太陽エネルギーを電気に変換する瓦一体型の太陽電池モジュール30を瓦重ねして配設して成る太陽光発電屋根Jが知られている。
【0003】
このような瓦型の太陽光発電屋根の場合、太陽電池モジュール30は図9に示すような、瓦材と略同一形状の瓦材31の上部を太陽電池が埋め込めるように窪ませたものと、ガラスや樹脂などの透光体と太陽電池セルを張り合せた太陽電池32を樹脂や接着剤により一体化させたものが用いられている。前記太陽電池モジュール30は他の太陽電池を有しない瓦材10と形状的には何ら変わりがないので、屋根上への配設は通常の瓦材の施工と同様に野地板33上に配された桟木9に瓦材10を屋根の軒先から順次瓦材を瓦重ねしていくことができる。。
【0004】
また、図10に示すように、屋根の棟に平行な方向で隣り合う瓦材どうしは、上部突出部35と下部突出部36とによって噛み合わされており、容易にずれたりしないようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、太陽電池モジュールを設置する場合、例えば、横隣に瓦材を配置する際、上部突出部35または下部突出部36に嵌合するような嵌合部を設けるようになっていたため、瓦の種類に対応して太陽電池モジュールを作製しなければならないという煩わしさがあった。
【0006】
そこで、本発明ではこの問題を解消し、瓦材の形状の違いに対して、最低限の形状変更で対処できるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールは、モジュール本体と、前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることを特徴とする。
【0008】
かかる構成によれば、瓦材の形状の違いを荷重受プレートの形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールの端部形状を設計する必要がない。したがって、主要部材である太陽電池モジュールを1種類にすることができる。
【0009】
また、請求項2の太陽電池モジュールは、前記プレート固定部がレール形状をなすことを特徴とする。
【0010】
かかる構成によれば、前記荷重受プレートとの固定を、モノレールのような態様で行なうことができ、極めて簡単に行なうことができる。
【0011】
次に、請求項3の太陽電池モジュールは、前記プレート固定部に前記荷重受プレートが固定されており、該荷重受プレートの中央部に樋部を形成したことを特徴とする。
【0012】
かかる構成によれば、雨水を確実に軒側に流すことができ、屋根からの水漏れを防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態について、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1に太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールMの斜視図を、図2に側面図を、図3に分解側面図を、図4に太陽電池モジュールM同士或いは太陽電池モジュールMと瓦材の横方向の接合状態を示す説明図を示す。
【0015】
図1に示すように、太陽電池モジュールMは、ガラスや樹脂などの透光体と太陽電池セルを張り合せた太陽電池11を備えたモジュール本体MUと、このモジュール本体MUを保持するケーシングMDとからなる。
【0016】
前記モジュール本体MUは、棟側に配される棟側長辺枠12と、軒側に配される軒側長辺枠13とを有する。他方、前記ケーシングMDは、軒側固定金具17と棟側固定金具18(図2、3参照)と、固定レール16と、左右両側に配される側面枠14とを有する。
【0017】
ここで、太陽電池11は受光面にガラスや樹脂等の透光性基板が設けられ、この透光性基板に多数の太陽電池素子が収容された樹脂等からなる封止材が貼着されたものが好適である。太陽電池素子としては例えばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶や非単結晶の材料が用いられ、互いに直列及び/または並列に電気的に接続されて成る。また、その他の部分はアルミニウム等の軽量で強度的に優れた金属材料等から構成されるが、耐候性に優れた樹脂材でもよい。
また、太陽電池モジュールMの側面枠14の裏面には荷重受プレート15が取り付けられ、太陽電池モジュール同士、および太陽電池モジュールと瓦材の横方向(棟に対し水平方向)の結合に対応する。
具体的には図4(a)に示すように、側面枠14の下部に設けられたレール部37に荷重受プレート15が挿し込まれており、太陽電池モジュールMと一体としている。すなわち、側面枠14の全長に沿って他の太陽電池モジュールMの荷重を受ける荷重受プレート15を固定するためのプレート固定部(レール部37)が形成されている。
太陽電池モジュールM同士を横並びに配した際、この荷重受プレート15は隣合う太陽電池モジュールM4の下部に入り込んだ形となり、太陽電池モジュールM4の側面枠14を支持するとともに、側面枠14と側面枠14の間に生じた隙間から侵入する雨水などを軒側に流す役割を果たしている。このため、上記荷重受プレート15は、雨かえし構造として幅方向の両端部に折り返し部15aが形成され、中央には樋部15bが形成されている。
また同様に、図4(c)に示すように側面枠14の隣に瓦材10が配される場合にも、側面枠14と瓦材10の隙間から侵入する雨水などを軒側に流す樋の役割を果たす。
また、図4(b)に示すように太陽電池モジュールMの側面枠14側に瓦材10が配される場合、側面枠14は瓦材の下部突出部36に支持される。そして、側面枠14と瓦材10の隙間から侵入する雨水などは、瓦材10の下部突出部36が樋の役割をする。
【0018】
上記荷重受プレート15は、左右どちらの側面枠14にも装着可能であり、太陽電池モジュールMの左右どちらに瓦材が配されても対応できる設置の自由度が高いものである。さらに、荷重受プレートの形状を様々な瓦材に合った形とすることにより、どのような瓦材にも対応可能とすることができる。
【0019】
本実施形態において、上記荷重受プレート15は、上記側面枠14のレール部37との嵌合部15cを1個備える。嵌合部15cは、該嵌合部15cに隣接する部分が段下がり部15dとなっている。この段下がり部15dにより、より広いスペースが生まれるので、前記瓦材の形状への対応性に優れる。
なお、荷重受プレート15はレール部35にねじなどで固定してもよい。
【0020】
かかる構成によれば、瓦材の形状の違いを荷重受プレート15の形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールMの端部形状を設計する必要がない。したがって、主要部材である太陽電池モジュールを1種類にすることができる。
【0021】
太陽電池モジュールMは、図5に示すように建物の屋根K上に、セラミックや金属製の瓦材10と混在して設置することが可能で、瓦材10に囲まれた設置や瓦材10を太陽電池モジュールM,M間に配した設置、または屋根Kの一面を全て太陽電池モジュールMとすることができる。なお、図中の瓦材10は外観が平坦な平板瓦を使用しているが、波型瓦としてもよく、棟側と軒側の瓦材10を交互に互い違いになるように配する施工方法でも、瓦材10が棟から軒まで一直線に並ぶように配する方法でもよい。また、太陽電池モジュールMの長さは瓦材10の外形寸法の略整数倍に合わせている。
【0022】
次に、前記太陽電池モジュールの棟軒方向の結合態様について説明する。
【0023】
図2に示すように、上記太陽電池モジュールMは、太陽電池モジュールを瓦重ね可能とするため、裏面側に、他の太陽電池モジュールを押圧する押圧部26と、表面側に、別の他の太陽電池モジュールに押圧される被押圧部26aを有する。本実施形態において、押圧部26は軒側長辺枠13と一体に突出形成されており、モジュール本体MUに在る。また、被押圧部は棟側長辺枠12に形成されており、ケーシングMDに在る。
【0024】
また、図3に、前記側面枠14を除いた状態の太陽電池モジュールMの側面図を示す。同図に示すように、前記ケーシングMDには、固定レール16が設けられ、この固定レール16に、係止部材として、軒側固定金具17と、棟側固定金具18が取り付けられている。
【0025】
図3の分解側面図から明らかなように、モジュール本体MUとケーシングMDは、結合ねじ19により着脱自在に結合される。
【0026】
次に、太陽電池モジュールMを組み付けて太陽電池アレイとする方法について説明する。図6(a)に示すように、瓦材10は野地板33上に配された桟木9に窪みを引掛ける形で軒側にずり落ちないように設置される。この瓦材10の棟側の野地板33上に軒先側受け金具20をねじや釘で固定して配し、軒先側受け金具20の係合部としての金具突出部21に太陽電池モジュールMの軒側固定金具17の係合部としての受け部22(押圧部に近接する係止部)を挿入することにより、図6(b)に示すように、太陽電池モジュールMを屋根上に固定するとともに、屋根瓦10と太陽電池モジュールM1を瓦材同士のように瓦重ね施工することができる。なお、太陽電池モジュールMの棟側固定金具18は釘24やねじ釘などで野地板上に打ち付けて固定する。
太陽電池モジュール同士の場合も同様に、太陽電池モジュールM1の棟側長辺枠12の係止部としての枠突出部23(被押圧部に近接する係止部)に太陽電池モジュールM2の軒側固定金具17の係止部としての受け部22(押圧部に近接する係止部)を挿入することにより図7(a)に示すように、瓦重ね状に固定される。太陽電池モジュールM2の棟側は棟側固定金具18を釘などで野地板上に固定する。
固定された太陽電池モジュールM2は、太陽電池モジュールM1の棟側長辺枠12上部に覆い被さるように配置されており、太陽電池モジュールM2の軒側長辺枠13に備える押圧部26と、太陽電池モジュールM1の棟側長辺枠12における被押圧部26aに備える枠上部突出部25により雨かえし構造を形成し、雨や風の侵入を防止している。
ここで、棟側長辺枠12の係止部としての枠突出部23(被押圧部に近接する係止部)と軒側固定金具17の係止部としての受け部22(押圧部に近接する係止部)は、バネ性を有することが望ましい。バネ性を持たせることは、この部分を比較的厚さが薄い金属材料で構成することで可能である。かかる構成によれば、太陽電池モジュールが外部から受ける衝撃を緩和し、太陽電池モジュールの耐久性を向上させる
なお、上記太陽電池モジュールMは、前記押圧部26と前記被押圧部26aにそれぞれ近接して、瓦重ね固定用の係止部22,23を設けたことにより、太陽電池モジュールMを設置する屋根の形状に合わせて係止部22,23の形状を調整することができるので、種々の屋根の形状に対応させることができる。
次に、太陽電池モジュールの1枚を取り外す方法について説明する。図7(b)に示すように、太陽電池モジュールM2、およびM3の、軒側長辺枠13と軒側固定金具17を締結している結合ねじ19を取り外すことにより、太陽電池モジュールM2のモジュール本体MUがフリーな状態となる。そこで図7(c)に示すように、軒側長辺枠側を少し持ち上げて引き出すことによりモジュール本体MUを取り外すことができる。このとき、モジュール本体MUの枠上部突出部25が太陽電池モジュールM3の軒側長辺枠13に引っかかるようにして抜け止めとしているので、太陽電池モジュールM2を持ち上げて、太陽電池モジュールM3を少し浮かせるようにしないかぎり取り外すことができないので、勝手に滑り落ちていかないようになっている。
【0027】
ここで、太陽電池モジュールは、前記押圧部26を前記モジュール本体MUに形成したものである。かかる構成によれば、モジュール本体MUを取り外そうとする太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを押圧する上側の太陽電池モジュールとにおける、モジュール本体とケーシングとの固定状態を解放し、上側の太陽電池モジュールのモジュール本体を少し上に持ち上げるだけで、上側の太陽電池モジュールからの押圧状態を解放することができる。したがって、簡単に所定のモジュール本体を取り外すことができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。発明の目的を逸脱しない限り、任意の形態とすることができることは云うまでもない。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールによれば、モジュール本体と、前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることにより、瓦材の形状の違いを荷重受プレートの形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールの端部形状を設計する必要がない。したがって、主要部材である太陽電池モジュールを1種類にすることができる。
【0029】
また、前記プレート固定部をレール形状とした場合、前記荷重受プレートとの固定を、モノレールのような態様で行なうことができ、極めて簡単に行なうことができる。
【0030】
また、前記プレート固定部に前記荷重受プレートを固定し、該荷重受プレートの中央部に樋部を形成した場合、雨水を確実に軒側に流すことができ、屋根からの水漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に太陽電池モジュールの概略斜視図である。
【図2】図1の太陽電池モジュールの概略側面図であり、側面枠を除いて示している。
【図3】図1の太陽電池モジュールの分解側面図であり、側面枠を除いて示している。
【図4】(a)、(b)、(c)は本発明に太陽電池モジュール同士、または太陽電池と瓦材の横方向での接合状態を示す軒側面図である。
【図5】本発明に係る太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイが屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する斜視図である。
【図6】(a)、(b)は本発明の太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイの一部分解側面図である。(側面枠を除いて示している。)
【図7】(a)、(b)、(c)は本発明の太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイの一部分解側面図である。(側面枠を除いて示している。)
【図8】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する斜視図である。
【図9】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を示す側面図である。
【図10】従来の太陽電池瓦の瓦重ねの様子を模式的に説明する斜視図である。
【符号の説明】
9:桟木
10:瓦材
11:太陽電池
12:棟側長辺枠
13:軒側長辺枠
14:側面枠
15:荷重受プレート
16:固定レール
17:軒側固定金具
18:棟側固定金具
19:結合ねじ
20:軒先側受け金具
21:金具突出部(係止部)
22:受け部(係止部)
23:枠突出部
24:釘
25:枠上部突出部
26:押圧部
26a:被押圧部
30:瓦一体型太陽電池モジュール
31:瓦材
32:太陽電池
33:野地板
34:出力配線
35:上部突出部
36:下部突出部
37:(プレート固定部)レール部
J:太陽光発電屋根
K:屋根
M:太陽電池モジュール
M1、M2、M3、M4:太陽電池モジュール
MU:モジュール本体
MD:ケーシング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module in which a plurality of solar cell modules that generate power using solar energy are installed on the roof of a building, and a solar cell array is configured by these solar cell modules.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a
[0003]
In the case of such a tile-type solar power roof, the
[0004]
Further, as shown in FIG. 10, the tiles adjacent to each other in the direction parallel to the roof ridge are engaged with each other by the upper projecting
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the solar cell module is installed in the above-described prior art, for example, when a tile material is arranged next to the side, a fitting portion that fits into the upper protruding
[0006]
In view of this, the present invention aims to solve this problem and cope with the difference in the shape of the roof tiles with a minimum shape change.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a solar cell module according to the present invention includes a module main body, a casing that holds an end of the module main body, and a load receiving plate that is fixed to the casing. The load receiving plate is characterized in that a part of the load receiving plate is located below an adjacent roof tile or other module body .
[0008]
According to such a configuration, the difference in the shape of the tile material can be dealt with only by changing the shape of the load receiving plate, so that it is not necessary to design the end shape of the solar cell module for each shape of the tile material. Therefore, the solar cell module which is a main member can be made into one type.
[0009]
The solar cell module according to claim 2 is characterized in that the plate fixing portion has a rail shape.
[0010]
According to such a configuration, the fixation with the load receiving plate can be performed in a manner like a monorail and can be performed very easily.
[0011]
Next, the solar cell module according to claim 3 is characterized in that the load receiving plate is fixed to the plate fixing portion, and a flange portion is formed at a central portion of the load receiving plate.
[0012]
According to such a configuration, rainwater can be reliably flowed to the eaves side, and water leakage from the roof can be prevented.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a solar cell module according to the present invention will be described in detail based on the drawings schematically shown.
[0014]
FIG. 1 is a perspective view of a solar cell module M constituting the solar cell array, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is an exploded side view, and FIG. 4 is a view of solar cell modules M or solar cell modules M and roofing materials. Explanatory drawing which shows the joining state of a horizontal direction is shown.
[0015]
As shown in FIG. 1, a solar cell module M includes a module body MU including a solar battery 11 in which a light transmitting body such as glass or resin and solar cells are bonded together, and a casing MD that holds the module body MU. Consists of.
[0016]
The module main body MU includes a ridge-side
[0017]
Here, the solar cell 11 is provided with a light-transmitting substrate such as glass or resin on the light receiving surface, and a sealing material made of resin or the like in which a large number of solar cell elements are accommodated is attached to the light-transmitting substrate. Those are preferred. As the solar cell element, for example, a single crystal or non-single crystal material such as a compound semiconductor made of silicon-based semiconductor or gallium arsenide is used, and is electrically connected in series and / or in parallel. Further, the other parts are made of a metal material such as aluminum that is lightweight and excellent in strength, but may be a resin material having excellent weather resistance.
Moreover, the
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
When the solar cell modules M are arranged side by side, the
Similarly, as shown in FIG. 4 (c), when the
Moreover, as shown in FIG.4 (b), when the
[0018]
The
[0019]
In the present embodiment, the
The
[0020]
According to such a configuration, since the difference in the shape of the roof tile can be dealt with only by changing the shape of the
[0021]
As shown in FIG. 5, the solar cell module M can be installed on the roof K of the building in a mixed manner with a ceramic or
[0022]
Next, the coupling | bonding aspect of the building direction of the said solar cell module is demonstrated.
[0023]
As shown in FIG. 2, the solar cell module M has a
[0024]
FIG. 3 shows a side view of the solar cell module M with the
[0025]
As apparent from the exploded side view of FIG. 3, the module main body MU and the casing MD are detachably coupled by a
[0026]
Next, a method for assembling the solar cell module M into a solar cell array will be described. As shown to Fig.6 (a), the
Similarly, in the case of the solar cell modules, the eaves side of the solar cell module M2 is connected to the frame protruding portion 23 (the locking portion adjacent to the pressed portion) as the locking portion of the ridge-side
The fixed solar cell module M2 is arranged so as to cover the upper part of the ridge-side
Here, the frame protruding portion 23 (the locking portion close to the pressed portion) as the locking portion of the ridge-side
Next, a method for removing one of the solar cell modules will be described. As shown in FIG.7 (b), the module of solar cell module M2 is removed by removing the
[0027]
Here, the solar cell module is obtained by forming the
As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, this invention is not limited to the said embodiment. Needless to say, any form can be employed without departing from the object of the invention.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the solar cell module of the present invention, in the solar cell module comprising the module main body, the casing that holds the end of the module main body, and the load receiving plate that is fixed to the casing. The load receiving plate is partially located below the adjacent roof tile or other module main body, so that the difference in the shape of the roof tile can be dealt with only by changing the shape of the load receiving plate. Therefore, it is not necessary to design the end shape of the solar cell module for each shape of the tile material. Therefore, the solar cell module which is a main member can be made into one type.
[0029]
Further, when the plate fixing portion is formed in a rail shape, fixing to the load receiving plate can be performed in a manner like a monorail, which can be performed extremely easily.
[0030]
Further, when the load receiving plate is fixed to the plate fixing portion and a collar portion is formed at the center portion of the load receiving plate, rain water can be surely flowed to the eaves side, and water leakage from the roof is prevented. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a solar cell module according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of the solar cell module of FIG. 1, excluding a side frame.
FIG. 3 is an exploded side view of the solar cell module of FIG. 1, with a side frame removed.
4 (a), (b), and (c) are eaves side views showing a joining state in the lateral direction between solar cell modules or between a solar cell and a tile material according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating an example in which a solar cell array including solar cell modules according to the present invention is arranged on a part of a roof.
6 (a) and 6 (b) are partially exploded side views of a solar cell array constituted by the solar cell module of the present invention. (Shown without the side frame.)
7 (a), (b), and (c) are partially exploded side views of a solar cell array including the solar cell module of the present invention. (Shown without the side frame.)
FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating an example in which conventional solar cell tiles are arranged on a part of a roof.
FIG. 9 is a side view showing an example in which conventional solar cell tiles are arranged on a part of a roof.
FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a state of conventional solar cell roof tile stacking.
[Explanation of symbols]
9: pier 10: roof tile 11: solar cell 12: ridge side long side frame 13: eave side long side frame 14: side frame 15: load receiving plate 16: fixed rail 17: eave side side fixing bracket 18: ridge side fixing bracket 19: Coupling screw 20: Eave-end side metal fitting 21: Metal protrusion (locking portion)
22: Receiving part (locking part)
23: frame protrusion 24: nail 25: frame upper protrusion 26: pressing portion 26a: pressed portion 30: roof tile integrated solar cell module 31: roof tile 32: solar cell 33: field plate 34: output wiring 35: upper portion Projection 36: Lower projection 37: (Plate fixing part) Rail part J: Solar power generation roof K: Roof M: Solar cell modules M1, M2, M3, M4: Solar cell module MU: Module body MD: Casing
Claims (6)
前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、A casing for holding an end of the module body;
前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、A load receiving plate fixed to the casing;
を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、In a solar cell module comprising:
前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることを特徴とする太陽電池モジュール。A part of the load receiving plate is located below an adjacent roof tile or other module body, and the solar cell module.
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