JP4942379B2

JP4942379B2 - 太陽電池装置

Info

Publication number: JP4942379B2
Application number: JP2006097501A
Authority: JP
Inventors: 達二神原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007273723A

Description

本発明は太陽電池装置に関し、特に太陽電池モジュール用送電ケーブルを収納または固定する太陽電池ケーブル用保持部材を用いた太陽電池装置に関するものである。

近年、環境保護や省エネルギー化のために、住宅やビルの屋上などに太陽電池装置を設置するようになった。太陽電池装置は、出力電圧と出力電流を必要な値まで高めるために、あるいは長期にわたって太陽電池素子を保護するために、通常パッケージングして太陽電池モジュールという形を用いている。

図４は一般的な太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。

太陽電池モジュールは、図４に示すように、透光性部材１４の裏面側に複数の太陽電池素子１３を直列および並列に接続して、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）などの充填材１５で気密に封入し、さらにＰＥＴ樹脂などからなる耐候性フィルム１６で上記充填材１５を覆ってその周縁部にアルミ材などからなる枠体１７を取り付けて構成される。また、太陽電池モジュール内で接続された太陽電池素子の出力は送電ケーブル４にて取り出される。

住宅の既に葺かれている屋根に太陽電池モジュールが取り付けられる際には、屋根に架台を組んだ上で太陽電池モジュールが固定されることにより設置される。

図５は従来の屋根上にレール材を用いて太陽電池モジュールを固定する太陽電池装置の構造を示す斜視図である。

この屋根上に太陽電池モジュールを固定する例について図５を基に説明する。Ｊは太陽電池装置であり、この太陽電池装置Jにおいて、住宅の屋根上に縦桟１９を配し、この縦桟１９上に、その方向に対し直交するように横桟２０を配置し、架台として組み、そして、横桟２０上に太陽電池モジュール１２を設置する屋根置き型と呼ばれる設置方法などが知られている。同図において横桟２０上にはそれぞれ太陽電池モジュール１２の枠体の片端が載るようになっており、例えば横桟２０にネジやボルト締めされる押え部材２１によって太陽電池モジュール１２が横桟２０に挟持固定される。

一方、環境問題が取りざたされる中で太陽光発電の需要は益々増してきているが、更なる普及のためには太陽電池装置の長寿命化および施工の容易さが求められているが、設置環境によって寿命が短くなる場合が生じる。具体的には、屋根上に設置された際に屋根瓦の上などにケーブルが垂れ下がった状態で設置されると、長期的には送電ケーブル周りに溜まったチリなどにより屋根を流れる雨水がせき止められ、屋根の野地板などが腐って雨漏りを招く、あるいは頻繁に雨水やチリにさらされることによりケーブルの劣化が早くなる、あるいは垂れ下がっていることにより家屋の外観が損なわれるといった問題がある。

そこで、ケーブルを架台あるいは太陽電池モジュールに固定して垂れ下がらないようにする必要があるが、架台あるいは太陽電池モジュールフレームに穴をあけるなどして、そこにロッキングバンドにより固定すると、フレーム製作に伴う加工数が増加することや送電ケーブルを持った上で、ロッキングバンドにより個別に固定していくため工数の増加がある。また、ロッキングバンドにより固定した後に、追加で送電ケーブルを更に固定しようとした場合、ロッキングバンドを一度外し、再度固定しなければならならず施工性が悪い。そこで、送電ケーブルを屋根面に垂れ下がらないようにする目的で、架台もしくは太陽電池モジュールに固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０００−３４５６７２号広報

しかしながら、特許文献１に示されるようにフレーム全長にわたって別途ケーブル収納用溝を作るためには、使用する材料の増加およびそれに伴う重量増が避けられず、重量増加による屋根への負担増が逆に屋根の寿命を損なう可能性も生じる。

また、特許文献１においては、上方向に開いたコ字型の収納溝であるため、その上部構造において雨水に対する収納溝への止水あるいは遮蔽が確実に行なわれていなければ、水が収納溝に入り長時間滞留しケーブルが長時間にわたり湿潤の環境におかれ劣化が早くなるといった問題や、コネクタ等の接続部の劣化や電気接点の腐食といった問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、必要な場所にのみ部品を設置し、使用材料を最小限に止め、ケーブル支持部材は太陽電池を取付ける目的のフレーム断面を変更することなくフック部を収納でき、さらに太陽電池モジュールの設置することによりクランプおよびケーブルが脱落しにくくかつ、施工性がよく排水性の高い送電ケーブルの支持部材を用いた太陽電池装置を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池装置は、ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有した筒状部と、外部の被係止部材に係止される係止部と、を備える太陽電池ケーブル用保持部材を、太陽電池モジュールの裏面に、前記スリットが前記裏面によって覆われるように配置させてなり、前記係止部がフック状係止部であり、該フック状係止部を、前記太陽電池モジュールを固定するための架台に設けられた凹状係止部と係止させ、前記ケーブルを前記スリットから前記筒状部に載置するとともに、前記太陽電池モジュールを前記太陽電池ケーブル用保持部材の上方に設置すべく、前記太陽電池モジュールを、前記太陽電池ケーブル用保持部材を取り付けた前記架台に設置して、前記太陽電池モジュールの前記裏面と前記太陽電池ケーブル用保持部材の上面との距離は、前記ケーブルの直径と前記フック状係止部の高さのどちらよりも小さいことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽電池装置は、ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有した筒状部と、外部の被係止部材に係止される係止部と、を備える太陽電池ケーブル用保持部材を、太陽電池モジュールの裏面に、前記スリットが前記裏面によって覆われるように配置させてなり、前記スリットが前記裏面と対向し、且つ該スリットと前記裏面との間の距離が前記スリットの開口幅よりも小さくなるように配置させたことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽電池装置は、前記被係止部材が、前記太陽電池モジュールを固定するための架台と一体的に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の太陽電池装置は、前記係止部がフック状係止部であり、該フック状係止部を、前記太陽電池モジュールを固定するための架台に設けられた凹状係止部と係止させ、前記ケーブルを前記スリットから前記筒状部に載置するとともに、前記太陽電池モジュールを前記太陽電池ケーブル用保持部材の上方に設置すべく、前記太陽電池モジュールを、前記太陽電池ケーブル用保持部材を取り付けた前記架台に設置したことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽電池装置は、前記太陽電池モジュールの前記裏面と前記太陽電池ケーブル用保持部材の上面との距離は、前記ケーブルの直径と前記フック状係止部の高さのどちらよりも小さいことを特徴とする。

本発明に記載の太陽電池ケーブル用保持部材は、ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有した筒状部と、外部の被係止部材に係止される係止部と、を備えたことにより、例えば、太陽電池モジュールを固定するための架台の太陽電池モジュールの下方部位に前記被係止部材を設け、前記係止部を前記被係止部に係止させ、送電ケーブルを屋根面に接触させることなく収納することが出来、送電ケーブルと屋根面との接触に伴う屋根の劣化が抑えられ、送電ケーブルが長時間にわたり湿潤の環境におかれることもないため、送電ケーブルの劣化を抑えることができる。また、ケーブル支持部材を用いることで施工性向上により工数の削減が可能であり、更に現場で必要に応じてケーブル用保持部材の追加が可能であり、送電ケーブルを容易に固定することができる。

また、本発明は、太陽電池ケーブル用保持部材により、送電ケーブルを保持する太陽電池装置において、前記保持部材は筒状部及びフック部より形成され、フック部は太陽電池架台の側壁の凹状係止部に収納される。その後、太陽電池モジュールがフック部上部を覆い、かつ太陽電池モジュール裏面とケーブル支持部材上面との距離がフック部高さ及びケーブル径よりも短いケーブル固定構造とする。このためケーブル及びケーブル支持部材が脱落しにくい構造となる。

また、これにより送電ケーブルは架台の側壁に固定され、送電ケーブルを屋根面に接触させることなく収納することが出来、送電ケーブルと屋根面との接触に伴う屋根の劣化が抑えられ、送電ケーブルが長時間にわたり湿潤の環境におかれることもないため、送電ケーブルの劣化を抑えることができる。

本発明の太陽電池装置によれば、送電ケーブルを有しかつそれを保持部材により保持する太陽電池装置において、ケーブル及びケーブル保持部材が脱落しにくい構造となる。

本発明の太陽電池装置によれば、送電ケーブルを有しかつそれを保持部材により保持する太陽電池装置において、前記保持部材は筒状部及びフック部より形成され、フック部は太陽電池架台の側壁の凹状係止部に収納される。その後、太陽電池モジュールがフック部上部を覆い、かつ太陽電池モジュール裏面とケーブル支持部材上面との距離がフック部高さ及びケーブル径よりも短いケーブル固定構造とする。このためケーブル及びケーブル支持部材が脱落しにくい構造となる。

以下、本発明に係わる太陽電池ケーブル用保持部材を図面に基づいて詳細に説明する。

図４に示すように、本発明における太陽電池モジュールは、受光面にガラスや樹脂等の透光性部材１４が設けられ、この透光性部材１４に多数の太陽電池素子１３がＥＶＡ樹脂（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ＶｉｎｙｌＡｃｅｔａｔｅ）等からなる封止材１５によってラミネートされ、その裏面である非受光面にはテフロン（登録商標）フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム１６が貼着されたものであり、太陽電池素子７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、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び／または並列に電気的に接続された後、太陽電池モジュール１２の裏面、すなわち耐候性フィルム１６の上に接着されたＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス１８を通して、太陽電池モジュール１２の出力電力を送電ケーブル４により外部に出力が取り出されるものである。なお、前述した透光性部材１４から耐候性フィルム１６までが積層された発電部を保護するためにアルミ材などからなる枠体１７を発電部の外周に取り付け、強度を増すとともに架台への取り付け部としている。

図１は本発明の太陽電池ケーブル用保持部材を示す斜視図である。

図１において、１は送電ケーブルを収納するための筒状部であり、ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有している。また図１において、２は太陽電池ケーブル用保持部材１０を架台などに設けられた凹状係止部に係止するためのフック部、６は太陽電池ケーブル用保持部材１０に設けられたバンド、紐などを挿入貫通するための貫通孔を示す。

以下に本発明に係る太陽電池ケーブル用保持部材の１例について図１を基に説明する。

図１に示すように、本発明の太陽電池ケーブル用保持部材１０は、例えば、筒状部１とフック部２とで形成される形状を有する。太陽電池ケーブル用保持部材１０は例えば、ナイロン成形品でバネ効果のある構造とし、筒状部１およびフック部２に高い拘束性を持たせる。

図２の（ａ）〜（ｃ）は本発明の太陽電池ケーブル用保持部材を太陽電池装置の架台の凹状係止部に取付けた上、送電ケーブルを収納し、太陽電池モジュールを架台に設置した状態の１例を示す断面図である。

図２において、上記同様、１は送電ケーブルを収納するための筒状部、２は太陽電池ケーブル用保持部材１０を架台などに設けられた係止部に係止するためのフック部、１１は太陽電池モジュールを屋根などに固定するための架台、３は上記架台１１などに設けられた上記フック部２と係止するための凹状係止部を示す。

本発明の太陽電池ケーブル用保持部材を用いて太陽電池装置の送電ケーブルを支持固定する施工手順の１例を図２に基づいて説明する。

図２（a）に示すように、太陽電池ケーブル用保持部材１０のフック部２は架台１１の凹状係止部３と係止し合うように固定される。

次に図２（ｂ）に示すように、送電ケーブル４を筒状部１に収納する。

そして、図２（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール１２を太陽電池ケーブル用保持部材１０の上部を覆うように架台に固定する。すなわち、図２（ｃ）に示すように、太陽電池ケーブル用保持部材１０を、図１に示す筒状部１のスリットが太陽電池モジュール１２の裏面によって覆われるように配置させている。このとき太陽電池モジュールの裏面５と太陽電池ケーブル用保持部材１０の上面との距離を爪部高さ及び送電ケーブル径よりも短くすることで、送電ケーブル４が太陽電池ケーブル用保持部材１０から脱落しにくく、また、太陽電池ケーブル用保持部材１０が架台１１から脱落しにくい構造となる。

例えば、図２（ｂ）に示すように筒状部１は送電ケーブル４（CV線２ｍｍ²）を最大５本迄収納可能であるとき、収納される送電ケーブル本数が５本未満であっても拘束性を保持して収納可能である。

図３の（ａ）、（ｂ）は本発明の太陽電池ケーブル用保持部材に増設ケーブルまたは電線管を取付けた実施例の断面図である。

図３の（ａ）、（ｂ）において、６は太陽電池ケーブル用保持部材に設けられた貫通孔、８は増設する送電ケーブル、７は上記増設ケーブル８を支持固定するための結束バンド、１０は太陽電池ケーブル用保持部材、９は電線管、１２は太陽電池モジュールを示す。

図３（ａ）に示すように送電ケーブル本数が支持部材収納部が収納できる本数を上回るときは結束バンド７を太陽電池ケーブル用保持部材１０の貫通孔６にとおし、余剰ケーブル８を結束することにより、固定可能である。

また、図３（ｂ）に示すように、一部太径の電線管９等を設置する場合も同様に、結束バンドを太陽電池ケーブル用保持部材１０の貫通孔６にとおし、電線管９を結束することで保持できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加えることができる。

例えば、太陽電池ケーブル用保持部材のフック部はフックの形に限らず、太陽電池モジュールを固定するための架台と係止できるものであればよく、架台の凹状係止部も凹状と限らず、上記係止部と係止できる被係止部であれば良い。

本発明の送電ケーブルの支持部材を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明の太陽電池ケーブル用保持部材を太陽電池装置の架台の凹状係止部に取付けた上、送電ケーブルを収納し、太陽電池モジュールを架台に設置した状態の１例を示す断面図である。（ａ）〜（ｂ）は本発明の太陽電池ケーブル用保持部材に増設ケーブルまたは電線管を取付けた実施例の断面図である。一般的な太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。従来の屋根上にレール材を用いて太陽電池モジュールを固定する太陽電池装置の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１：筒状部
２：フック部
３：凹状係止部
４：送電ケーブル
５：太陽電池モジュールの裏面
６：貫通孔
７：結束バンド
８：送電ケーブル（増設時）
９：電線管
１０：太陽電池ケーブル用保持部材
１１：架台
１２：太陽電池モジュール
１３：太陽電池素子
１４：透視性部材
１５：封止材
１６：耐候性フィルム
１７：枠体
１８：ジャンクションボックス
１９：縦桟
２０：横桟
２１：押さえ部材
Ｊ：太陽電池装置

Claims

ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有した筒状部と、外部の被係止部材に係止される係止部と、を備える太陽電池ケーブル用保持部材を、太陽電池モジュールの裏面に、前記スリットが前記裏面によって覆われるように配置させてなり、
前記係止部がフック状係止部であり、該フック状係止部を、前記太陽電池モジュールを固定するための架台に設けられた凹状係止部と係止させ、前記ケーブルを前記スリットから前記筒状部に載置するとともに、前記太陽電池モジュールを前記太陽電池ケーブル用保持部材の上方に設置すべく、前記太陽電池モジュールを、前記太陽電池ケーブル用保持部材を取り付けた前記架台に設置して、
前記太陽電池モジュールの前記裏面と前記太陽電池ケーブル用保持部材の上面との距離は、前記ケーブルの直径と前記フック状係止部の高さのどちらよりも小さいことを特徴とする太陽電池装置。
ケーブルが挿入されるスリットを軸方向と略平行な方向に有した筒状部と、外部の被係止部材に係止される係止部と、を備える太陽電池ケーブル用保持部材を、太陽電池モジュールの裏面に、前記スリットが前記裏面によって覆われるように配置させてなり、
前記スリットが前記裏面と対向し、且つ該スリットと前記裏面との間の距離が前記スリットの開口幅よりも小さくなるように配置させてなる、太陽電池装置。
前記被係止部材が、前記太陽電池モジュールを固定するための架台と一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置。
前記係止部がフック状係止部であり、該フック状係止部を、前記太陽電池モジュールを固定するための架台に設けられた凹状係止部と係止させ、前記ケーブルを前記スリットから前記筒状部に載置するとともに、前記太陽電池モジュールを前記太陽電池ケーブル用保持部材の上方に設置すべく、前記太陽電池モジュールを、前記太陽電池ケーブル用保持部材を取り付けた前記架台に設置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールの前記裏面と前記太陽電池ケーブル用保持部材の上面との距離は、前記ケーブルの直径と前記フック状係止部の高さのどちらよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池装置。