JP4554253B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光により発電する太陽電池パネルを取り付けた太陽電池モジュールに関するものである。
近年、エコエネルギ、環境対策の一環から住宅の屋根や建物の屋上等に設置し、太陽光により発電を行う太陽光発電が注目されている。一般にこの太陽光発電は、単結晶、多結晶、アモルファスシリコン等から成る複数の太陽電池セルを基板上に配列し、電極、配線等を配置して太陽電池モジュールから電力を得るものであり、設置場所や設置面積に応じて複数個の太陽電池モジュールが並設される。
太陽電池モジュールは図６の斜視図に示すように、枠体１は４辺の枠部２により四角枠状に組み立てられ、枠部２上に設けられた溝部３に太陽電池パネルＰが挿着されている。太陽電池パネルＰには図示しない電極及びケーブルを介して別の太陽電池パネルと連結したり、太陽電池パネルＰにより発電した電力をバッテリに充電している。
図７はこの太陽電池モジュールの部分断面図を示し、枠部２は内面側が開放された略断面コ字状のアルミニウム製とされ、更に断面コ字状の溝部３が設けられ、この溝部３にガラス４、樹脂板５、太陽電池セル６、樹脂板７、フッ素樹脂フィルム８を積層した太陽電池パネルＰが、防水用樹脂粘着材９を介して挿着されている。
しかしながら、従来の太陽電池パネルＰの断面コ字状の枠体１は強度が十分ではなく、積雪等により太陽電池パネルＰに大きな荷重が掛かったり、傾斜の強い屋根上等に取り付けた際には、枠体１が歪んだり屈曲して破損する虞れがある。
この枠体１の強度を向上させるために、枠体１の下部に筋交いや支柱等を設けたり、或いは枠体１を小型化することにより対応することがあるが、これらの方法は製造工程や部品点数が増加してしまい、コストが増加することになる。
本発明の目的は、上述の課題を解決し、枠体を四角柱状とすると共にシール部材を用いて耐荷重性、防水性を向上させた太陽電池モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る太陽電池モジュールは、中空四角柱状の４個の枠部を組み合わせて枠体を形成し、該枠体の上壁である下方部位と、前記枠体の外壁を上方に延長した側方部分と、該側方部分の先端を前記下方部位と平行に屈曲した上方部分とから成る断面コ字状の挿入溝を前記枠体の周囲上に設け、前記挿入溝に挿入し弾性を有する成型品から成るシール部材を介して太陽電池パネルの周縁を保持した太陽電池モジュールにおいて、前記シール部材は、内面により前記太陽電池パネルの周縁を囲むと共に、外面により前記挿入溝の下方部位、側方部分、上方部分に接する断面コ字状とし、前記下方部位に接する下位部位の厚みを大きくし、該下位部位内に空洞を設けたことを特徴とする。
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、枠部を断面略ロ字状の中空状とすることにより、枠体の強度が向上し、更に弾性を有するシール部材を用いることにより防水性が向上し、積雪等により大きな荷重が掛かったり傾斜の強い屋根上等に設置しても、枠体が捻れたり撓んだり屈曲することが少ない。
本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づいて説明する。
図１は本実施の形態における枠部１１の断面図を示しており、枠部１１はアルミニウム合金を押出成型して成形した高さ約４６ｍｍ、幅約２５ｍｍ、平均肉厚約３ｍｍの中空状の四角柱から成り、４個の枠部１１を組み立てて、図２に示すような約１５７４ｍｍ×８０２ｍｍの長方形の枠体１２が構成されている。
枠部１１の内部の対角隅には、ねじ立て用の溝１３ａ、１３ｂが長手方向に沿って形成されている。また、枠部１１の内壁１１ａの中段には、ボルト規制用の突条１４が長手方向に沿って設けられている。更に、枠部１１の上壁１１ｂの上方の外壁１１ｃ側には、太陽電池パネルＰを固定するための内側を向く断面略コ字状の挿入溝１５が長手方向に沿って付設されている。更に、枠部１１の底部１１ｄの必要個所には、ボルト挿入用の鍵孔状の孔部１６が穿孔されている。
枠体１２同士を組み付ける場合に、枠体１２の短片側の枠部１１’は、図２に示すように両端において外壁１１ｃと挿入溝１５の上辺のみを残して、枠体１２の幅に相当する長さだけ切り取られ、長片側の枠部１１”と組み合わせられる。そして、図３に示すように短片側の枠部１１’の外壁１１ｃに孔部を穿孔して、ねじ２１を長片側の枠部１１”の溝１３ａ、１３ｂに対してねじ止めすることにより枠部１１’、１１”同士を結合する。
図４は挿入溝１５にシール部材２２を挿入し、更にこのシール部材２２に太陽電池パネルＰを挿着した状態の断面図を示している。実際には、枠体１２の組立てと並行して、挿入溝１５に従来例と太陽電池パネルＰと同様の積層構造から成る太陽電池パネルＰを挿着する。
太陽電池パネルＰの先端部下面においては、加圧のために傾斜を有するテーパ部が生じ、このテーパ部の先端近傍に部材同士を接着している接着剤の層が現れる。この接着剤は吸湿性が大きいために、劣化対策のためには特に厳重な防水対策を採ることが必要となる。
シール部材２２は従来の樹脂粘着材に代えて、弾性を有する樹脂系成型品が使用されている。シール部材２２の外面は、枠部１１の上壁１１ｂ及び挿入溝１５の内面に沿って形状とされ、更に内面形状はは太陽電池パネルＰの先端部の形状に合わせられている。また、このシール部材２２は太陽電池パネルＰによる荷重が大きく掛かる上壁１１ｂに面する部分の厚みが大きくされ、この厚みの大きい個所には、空洞２３が設けられ弾性が増すようにされている。
図５はシール部材２２の変形例の断面図であり、接着剤の層が現れる太陽電池パネルＰのテーパ部の先端近傍が確実にシール部材２２の内面に接するように、シール部材２２の該当する個所２２ａは内側に向けて肉盛りされている。
このように、太陽電池パネルＰはシール部材２２を介して挿入溝１５に挿着され、防水対策、振動対策がなされるので、従来の樹脂系粘着材のような経年劣化の影響が少ない。
この太陽電池モジュールのフレーム等に対する取り付けに際しては、図４に示すように、固定用のボルト２４の頭部２４ａを孔部１６の大径側から枠部１１内に挿入し、ボルト２４のねじ部２４ｂを孔部１６の小幅部に移動する。このとき、ボルト２４の頭部２４ａは枠部１１内の突条１４によって挟み込まれているので、ボルト２４が枠部１１内に落ち込むことはない。その後に、フレーム側からねじ部２４ｂにナットを用いて締め付ける。
なお、突条１４はボルト２４の規制用として作用するだけでなく、リブの役割も果たしており、枠部１１の機械的強度を向上させる効果もある。
本実施例においては、弾性を有する樹脂系成型品から成るシール部材２２を用いたが、樹脂系部材以外に天然ゴムや合成ゴム等のシ−ル部材を用いることもできる。
枠部の断面図である。 枠体の底面図である。 枠体隅部の側面図である。 枠体にシール部材を挿入した状態の断面図である。 シール部材の変形例の断面図である。 従来の太陽電池モジュールの斜視図である。 従来の太陽電池モジュールの断面図である。
符号の説明
１１、１１’、１１” 枠部
１１ａ 内壁
１１ｂ 上壁
１１ｃ 外壁
１１ｄ 底壁
１２ 枠体
１３ａ、１３ｂ 溝
１４ 突条
１５ 挿入溝
１６ 孔部
２１ ねじ
２２ シール部材
２４ ボルト
Ｐ 太陽電池パネル

Claims (5)

  1. 中空四角柱状の４個の枠部を組み合わせて枠体を形成し、該枠体の上壁である下方部位と、前記枠体の外壁を上方に延長した側方部分と、該側方部分の先端を前記下方部位と平行に屈曲した上方部分とから成る断面コ字状の挿入溝を前記枠体の周囲上に設け、前記挿入溝に挿入し弾性を有する成型品から成るシール部材を介して太陽電池パネルの周縁を保持した太陽電池モジュールにおいて、前記シール部材は、内面により前記太陽電池パネルの周縁を囲むと共に、外面により前記挿入溝の下方部位、側方部分、上方部分に接する断面コ字状とし、前記下方部位に接する下位部位の厚みを大きくし、該下位部位内に空洞を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記シール部材の内面に肉盛部を設け、前記太陽電池パネルの先端近傍が前記肉盛部に接するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記枠体の下部にボルト孔を設け、該ボルト孔を介して前記枠体内に挿入されたボルトの頭部が内方に脱落しないように、前記枠部内にボルト規制用の突条部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記枠部内の隅部に前記枠部の長手方向に沿ってねじによる辺部固定のためのねじ溝を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記ねじ溝は対角隅に設けたことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
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