JP4633953B2

JP4633953B2 - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP4633953B2
Application number: JP2001102368A
Authority: JP
Inventors: 譲近藤
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002294957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の屋根上等の屋外に架台を用いて設置されて太陽光発電をする太陽光発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電装置は、例えば屋根上に設置された金属製の架台に、フレーム付きの複数の太陽電池モジュールを取付けて構成される。フレームはアルミニューム合金等の金属製であるので、これとの絶縁等のために太陽電池モジュール本体の周部には、ブチルゴム、シリコーンゴム、或は合成樹脂等からなるガスケットが嵌合されている。
【０００３】
そのため、フレームは太陽電池モジュール本体の各縁部に夫々取付けられる４つの枠材を次のように組立てて構成されている。つまり、既にガスケットが被嵌されている太陽電池モジュール本体の縁部に、各枠材の上端部に形成されている嵌合溝を夫々被嵌させた後に、直角に隣接する枠材同士をねじ止めすることにより、フレームの組立てと同時に太陽電池モジュールを組立てるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来は太陽電池モジュールの組立てに以上のように多くの手間を要することに加えて、組立てられたフレーム付き太陽電池モジュールを架台に逐一取付ける手間も必要である。したがって、太陽光発電装置全体としては組立ての手間が多く、作業性が良くない。
【０００５】
又、フレーム付き太陽電池モジュールを架台に固定するために、架台にはフレームを受ける壁部を設けている。そして、この壁部とそこに重なったフレームの壁部とは二重壁を形成しているから、材料的に無駄があり、コスト高となっている。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、組立て作業性に優れかつ低コストな太陽光発電装置を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、上方が開放されたモジュール載置部を有し、この載置部を向かい合わせて配置される少なくとも一対の架台と、縁部にガスケットが被着され、かつ、向かい合わされた前記モジュール載置部に互いに平行な２つの縁部を上方から載置して前記架台に亘って配置された太陽電池モジュールと、枠状に枠組みしてなり、かつ、前記モジュールの縁部を上方から被って前記モジュール載置部との間に前記太陽電池モジュールの縁部を挟持する押さえ部、及び前記架台を逃げる切欠き溝を有して、前記枠状に枠組みされた状態で前記架台に取付けられたモジュール押さえと、を具備したことを特徴としている。
【０００８】
この発明においては、ガスケット付きの太陽電池モジュールを、一対の架台の向かい合っているモジュール載置部に亘ってその上方から載置した後に、このモジュールに上方からモジュール押さえを被せて、この押さえを架台に取付けることにより、モジュール載置部とモジュール押さえの押さえ部との間に、太陽電池モジュールのガスケットが被着されている縁部を挟持して、太陽光発電装置を組立てることができる。このように架台に直接載置された太陽電池モジュールを、架台に取付けられるモジュール押さえにより架台との間に上方から挟み込んで、太陽光発電装置を組立てることができる。しかも、この場合、ガスケット付きの太陽電池モジュールの縁部を、モジュール押さえにより架台との間に一括して挟み込んで組立てることできる。又、既述のように太陽電池モジュールを架台で直接支持するから、材料的な無駄が少ない。
【０００９】
なお、本発明において、光電変換をなす太陽電池モジュール（光電変換モジュール）には、そのセルが、非晶質半導体を有する非晶質系のもの、単結晶半導体又は多結晶半導体を有する結晶系のもの等を使用できる。又、本発明において、架台及びモジュール押さえは、金属又は合成樹脂で形成できるとともに、押出し型材等の型材を用いることが望ましく、特に、金属の場合にはアルミニューム合金の押出し型材を使用するとよい。又、本発明において、ガスケットは、電気絶縁材料、例えばブチルゴムやシリコーンゴム等のゴム系材料、或は合成樹脂等で形成することが好ましい。又、本発明の太陽電池モジュールは、屋根上又は大地上等に設置して太陽光発電をするものに適用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照しながら本発明の第１実施形態を説明する。
【００１１】
図１及び図２中符号１で示す太陽光発電装置は、一対の架台２と、これら架台２に亘って配設して並べられる複数の太陽電池モジュール３と、これらモジュール３と同数のモジュール押さえ４とを備えている。
【００１２】
一対の架台２は、同一の押出し成形型で押出し成形されたアルミニューム合金製の押出し型材からなり、所定間隔を置いて互いに平行に例えば建物の屋根上に固定されている。これらの架台２は、上部にモジュール載置部１１及びモジュール押さえ取付け部１２を有するとともに、下端に設置部１３を有して形成され、そのモジュール載置部１１を互いに向かい合わせて屋根上に固定されている。この固定は平板状の設置部１３を通る図示しないボルトによってなされる。
【００１３】
図２に示すようにモジュール載置部１１は、架台２の起立した基板部２ａの裏面からこの面に対し直角状に突出された底板１１ａと、この底板１１ａの根元側部分から上向きに略直角に突出された起立板１１ｂとから形成されており、上方が開放されている。なお、起立板１１ｂは基板部２ａの上端部で兼ねることもできる。
【００１４】
モジュール押さえ取付け部１２は、モジュール押さえ４を架台２に固定するための構成であり、本実施形態では、基板部２ａの上端部に設けた爪受け部、例えば基板部２ａの表面から一体に突設した断面三角形状の凸部で形成されている。又、前記起立板１１ｂの基板部２ａの裏面と対向する面にも、断面三角形状の凸部からなるモジュール押さえ取付け部１４が設けられていて、その先端は基板部２ａの裏面に近接して対向している。なお、これらモジュール押さえ取付け部１２、１４の内の一方は省略してもよい。
【００１５】
図１及び図２に示すように各太陽電池モジュール３は、方形の太陽電池モジュール本体１７と、この四辺に夫々周部に被嵌されて互いに連続するガスケット１８ａから１８ｄとを備えている。太陽電池モジュール本体１７が有する光電変換のための図示しない太陽電池セルには半導体層例えば薄膜シリコンが用いられている。各ガスケット１８ａから１８ｄは、電気絶縁性でかつ外力が加えられた場合に弾性変形可能なブチルゴム、シリコーンゴム、或は合成樹脂で作られている。太陽電池モジュール３の互いに平行な２つの縁部間の長さＬ（図２参照）は、前記一対の架台２の相対向する起立板１１ｂ間の距離Ｓ（１参照）より僅かに短く形成されている。
【００１６】
図１に示すようにモジュール押さえ４は４つ枠材２１から２４を四角枠状に枠組してなり、各枠材２１から２４はいずれも金属製例えばアルミニューム合金の押出し型材で形成されている。この押さえ４の互いに平行な一対の枠材２１、２３は、図２に示すように前記底板１１ａとの間にガスケット１８ａ、１８ｃが被嵌された太陽電池モジュール３の互いに平行な二つの縁部を挟持する押さえ部２５を夫々有している。これら押さえ部２５は、平板状であって、ガスケット１８ａ、１８ｃにその上方から圧接してこれらを被うように形成されている。
【００１７】
前記枠材２１、２３には、架台２への連結部として一つの係止爪２６、２７が設けられている。一方の係止爪２６は両枠材２１、２３の下方に向けて折れ曲がった壁部を利用して形成されていて、この爪２６は前記モジュール押さえ取付け部１２に引掛けられる。又、他方の係止爪２７は、前記係止爪２６より内側に位置して下向きに突設されており、この爪２７は前記モジュール押さえ取付け部１４に引掛けられる。なお、これら係止爪２６、２７の内の一方も省略することができる。
【００１８】
モジュール押さえ４は太陽電池モジュール３に被さって一対の架台２に亘って取付けられるものであり、そのために、他の一対の枠材２２、２４の両端部の夫々には、図２（Ｂ）で代表して示すように下向きに開放されて一対の架台２の基板部２ａの上端部及び起立板１１ｂを逃げる切欠き溝２８が形成されている。
【００１９】
前記構成において、屋根上に予め所定間隔を置いて互いに平行に設置された一対の架台２上に複数の太陽電池モジュール３を並べて取付けて太陽光発電装置１を組立てる手順を以下説明する。
【００２０】
まず、ガスケット１８ａから１８ｄが予め縁部に被嵌された太陽電池モジュール３を、その光入射面側を上にした姿勢で一対の架台２の向かい合っているモジュール載置部１１に亘ってその上方から配置する。この場合、両モジュール載置部１１の底板１１ａ上にガスケット１８ａ、１８ｃを介してこれらが嵌合された縁部が載置されるとともに、前記ガスケット１８ａ、１８ｃの外側面が両モジュール載置部１１の起立板１１ｂに近接若しくは軽微に接して、太陽電池モジュール３が動き止めされる。この配置状態においてガスケット１８ａから１８ｄの上面は起立板１１ｂの上端よりも上方に位置している。
【００２１】
次に、太陽電池モジュール３よりも一回り大きいモジュール押さえ４を、以上のように配置された太陽電池モジュール３にその上方から押付けるように被せる。この場合、モジュール押さえ４の切欠き溝２８により、モジュール押さえ４の枠材２２、２４と架台２との干渉が避けられる。そして、このモジュール押さえ４の係止爪２６、２７が夫々対応するモジュール押さえ取付け部１２、１４に引っ掛って、モジュール押さえ４が一対の架台２に亘って取付けられる。
【００２２】
これと同時に、前記引っ掛り部と各ガスケット１８ａから１８ｄの厚みとの兼ね合いに基づいて、モジュール載置部１１の底板１１ａとモジュール押さえ４のガスケット上面に重なり合っている押さえ部２５との間に、ガスケット１８ａ、１８ｃが被嵌されている太陽電池モジュール３の互いに平行な２つの縁部が挟持される。この場合、ガスケット１８ａ、１８ｃが圧縮されて弾性変形するので、太陽電池モジュール３の縁部に対する各ガスケット１８ａから１８ｄの嵌め付け状態が安定するとともに、このガスケット付き太陽電池モジュール３の架台２間にわたる配置が安定する。こうにして太陽電池モジュール３及びモジュール押さえ４を一対の架台２に亘って配置した状態を図１の右側部分に示す。
【００２３】
そして、架台２に対する上方からの太陽電池モジュール３及びモジュール押さえ４の以上の取付けを、互いに並設される各太陽電池モジュール３毎に繰返して実行することによって、太陽光発電装置１が組立てられる。なお、この組立て作業と並行して、隣接した太陽電池モジュール３間の電気的接続作業も実施される。又、太陽電池モジュール３及びこれを覆ったモジュール押さえ４は、前記取付け状態で一対の架台２が伸びる方向に沿って任意に押し動かすことができるので、各太陽電池モジュール３の並び状態を必要により適宜調整できる。
【００２４】
以上のように太陽光発電装置１は、一対の架台２に直接載置されたガスケット付きの太陽電池モジュール３の縁部を、モジュール押さえ４により架台２との間に一括して挟み込んで組立てられる。したがって、組立て作業性に優れ、設置コストを低減できる。
【００２５】
又、前記構成の太陽光発電装置１においては、ガスケット付き太陽電池モジュール３を既述のように架台２のモジュール載置部１１で直接支持し、この載置部１１とモジュール押さえ４とで恰もガスケットを嵌め込むフレームと同等な構成を作っているから、材料的な無駄が少ない。したがって、太陽光発電装置１のコストを低減できる。
【００２６】
図３は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同一ないし同様な構成については同一符号を付して、その説明を省略し、以下、第１実施形態とは異なる点を説明する。この第２実施形態は、一対の架台を複列に設けて、それに対応するようにモジュール押さえの構成を一部変更した点が、第１実施形態とは異なる。
【００２７】
つまり、第２実施形態では一対の架台２を２列備えており、その背合わせ状態に対向する中央位置の二つの架台２は、モジュールの配設密度を高めるためにできる限り近づけられている。モジュール押さえ４は、前記２列の架台２に亘って跨る長さを有して形成され、その中間部に、枠材２１、２３と平行な桟１５を有している。この桟１５の長手方向両端部は枠材２２、２４（図３では図示しないが、図１参照）に固定されている。
【００２８】
アルミニューム合金製の桟１５は、前記中央位置の二つの架台２に跨る幅を有しており、その両側部は夫々押さえ部２５として用いられている。この桟１５の幅方向中央部には、前記中央位置の二つの架台２の相対向する基板部２ａ間に上方から挿入可能な爪体１６が下向きに突設されている。この爪体１６は背合わせ状態の一対の係止爪２６及びこれらの弾性変形を可能とする隙間１６ａを有して形成されている。これら爪体１６の各係止爪２６は、前記中央位置の二つの架台２の相対向する基板部２ａのモジュール押さえ取付け部１２に引掛けられ、それにより、前記中央位置の二つの架台２上に配置されている太陽電池モジュール３の前記中央位置側の縁部が、前記中央位置のモジュール載置部１１の底板１１ａと桟１５の押さえ部２５との間に挟持されるようになっている。
【００２９】
前記構成を備えた第２実施形態の太陽光発電装置１も、第１実施形態のものと同様な手順で組立てることができるとともに、部品の兼用化が図られているので、本発明の課題を第１実施形態と同じく解決できる。しかも、一つのモジュール押さえ４で２枚の太陽電池モジュール３を同時に架台２に取付けることができるので、組立て作業性が更によい。
【００３０】
なお、このように四角な枠状部に対して桟を取付けた構成のモジュール押さえを用いて実施する場合には、その桟を第２実施形態のように１本ではなく間隔を置いて複数本設けて、或は、十字形状等の交差する桟を四角な枠部の内側に取付けることにより、一括して挟み込む太陽電池モジュールの数を増やすこともできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、架台に直接載置された太陽電池モジュールのガスケット付きの縁部を、枠状に枠組みされたモジュール押さえにより架台との間に上方から一括して挟み込んで、太陽光発電装置を組立てることができるので、組立て作業性に優れるとともに、太陽電池モジュールを架台で直接支持して材料的な無駄が少ない構成であるので、低コストな太陽光発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る太陽光発電装置をその一部を分離した状態で示す平面図。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）のＺ−Ｚ線に沿って示す断面図。（Ｂ）図２（Ａ）のＹ部を分解して示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る太陽光発電装置を示す図２（Ａ）相当の断面図。
【符号の説明】
１…太陽光発電装置
２…架台
２ａ…架台の基板部
３…太陽電池モジュール
４…モジュール押さえ
１１…架台のモジュール載置部
１１ａ…モジュール載置部の底板
１１ｂ…モジュール載置部の起立板
１２…モジュール押さえ取付け部（爪受け部）
１４…モジュール押さえ取付け部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ…ガスケット
２１〜２４…モジュール押さえの枠材
２５…モジュール押さえの押さえ部
２６…係止爪
２７…係止爪
２８…切欠き溝

Claims

上方が開放されたモジュール載置部を有し、この載置部を向かい合わせて配置される少なくとも一対の架台と、
縁部にガスケットが被着され、かつ、向かい合わされた前記モジュール載置部に互いに平行な２つの縁部を上方から載置して前記架台に亘って配置された太陽電池モジュールと、
枠状に枠組みしてなり、かつ、前記モジュールの縁部を上方から被って前記モジュール載置部との間に前記太陽電池モジュールの縁部を挟持する押さえ部、及び前記架台を逃げる切欠き溝を有して、前記枠状に枠組みされた状態で前記架台に取付けられたモジュール押さえと、
を具備したことを特徴とする太陽光発電装置。
前記架台に爪受け部を一体に形成するとともに、前記モジュール押さえが有した枠材に係止爪を設け、前記係止爪が前記爪受け部に引っ掛かって前記架台に前記モジュール押さえが取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記モジュール載置部が、前記架台の起立した基板部から直角状に突出された底板と、この底板から略直角状に突出された起立板とからなり、前記爪受け部が前記基板部の上端部及び前記起立板に夫々形成されているとともに、前記係止爪が前記モジュール押さえの下方に折れ曲がった壁部及びこの壁部より内側に夫々設けられていることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。