JP5343915B2

JP5343915B2 - 太陽電池モジュールの耐久性試験装置

Info

Publication number: JP5343915B2
Application number: JP2010094895A
Authority: JP
Inventors: 英行本田
Original assignee: 本田工業株式会社
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: JP2011226842A

Description

本発明は、太陽電池モジュールの耐久性試験装置に係わり、更に詳しくは屋根置き型の設置工法で取付けた状態のソーラーパネルの風、雪、静荷重又は氷荷重に対する耐久性を試験するための装置に関するものである。

通常、屋根に太陽電池モジュールを設置する場合、太陽電池モジュールの温度上昇を抑えるためと施工性を高めるために、屋根と太陽電池の間に５〜１０ｃｍ程度の間隔を設けて施工する。最近の屋根は、野地板の上面に防水ゴムシートを施設し、その上にカラーベスト等の屋根材を敷設した構造が一般的である。日本瓦の屋根は、古くは野地板の上面に下葺き材を引き、その上に土と瓦を密着させて固定する土葺き工法のみであったが、最近では耐震性を高めるために屋根の軽量化を図る目的で、土を使用せず、その代わり瓦桟木を野地板に打ち付け、瓦の裏に設けた引っ掛け爪を瓦桟木に引っ掛けるいわゆる引掛け桟瓦葺き工法が多く採用されている。

このような屋根に太陽電池モジュールを設置するには、屋根材を残したまま、所定間隔に長尺の縦桟若しくは固定金具を、屋根材を貫通させて野地板にネジ止めし、縦桟部材若しくは固定金具に横桟部材を一定間隔毎に横設し、太陽電池モジュールの周囲に設けた枠体を横桟部材に取付ける構造が一般的である。

例えば、特許文献１には、太陽電池モジュール本体と、この太陽電池モジュール本体の対向する２辺に設けられた第１枠体及び第２枠体とを備える太陽電池モジュールの取付け構造において、複数の太陽電池モジュールをそれぞれの第１枠体及び第２枠体が相互に隣接する様に屋根上に配列しており、前記第１枠体の上側部位には、太陽電池モジュールを屋根上に固定するための固定部を設け、前記第２枠体の下側部位には、太陽電池モジュールを屋根上に係止するための係止部を設け、相互に隣接する各太陽電池モジュールの前記第１枠体及び前記第２枠体間には、屋根上に固定された凸型部材を配置し、前記第１枠体を前記凸型部材の一側面に配置し、前記第２枠体を前記凸型部材の上面に配置して、前記第１枠体及び前記第２枠体間に段差を形成し、前記第１枠体の固定部及び前記第２枠体の係止部を共通の押え部材により前記凸型部材に固定もしくは係止した太陽電池モジュールの取付け構造が開示されている。ここで、太陽電池モジュール本体の左右両側に第３枠体及び第４枠体とを備え、複数の太陽電池モジュールをそれぞれの第３枠体及び第４枠体が相互に隣接する様に屋根上に配列し、前記第３枠体及び前記第４枠体の相互に対向する部位にそれぞれの溝を形成し、前記第３枠体の溝及び前記第４枠体の溝にシール部材を挿入している。

ところで、太陽電池モジュールの耐久性試験として国際規格のＩＥＣ６１６４６機械的荷重試験がある。このＩＥＣ規格の試験方法は、次のように定められている。正面を上向き、下向きに取付けられるような構造で、モジュールを取付ける場合、固定点間の距離が最大となるような最悪の場合を用いる。荷重は、正面に２４００Ｐａ相当の荷重を均一に徐々に加え、この荷重を１時間維持する。剛性構造体からモジュールを取り外さずに、同じ荷重をモジュールの背面に加える。加圧ステップは、１時間荷重を３サイクル繰り返す。雪・氷の重い堆積に対するモジュールの耐久力を確認する場合は、この試験中にモジュールの正面に加える荷重を２４００Ｐａから５４００Ｐａに引き上げる。というものである。

即ち、ＩＥＣ規格の試験方法は、太陽電池モジュールを垂直にして剛性構造体に取付け、太陽電池モジュールの正面と背面から機械的に荷重を加えて行うので、実際の屋根に設置した太陽電池モジュールとは使用形態が異なり、使用環境を再現したとは言い難い。その上、屋根に太陽電池モジュールを取付けるための枠体や支持金具の耐久性を試験することもできない。

しかし、太陽電池モジュールの電気特性を試験するための試験方法や試験装置は各種提供されているものの、太陽電池モジュールの機械的強度や耐久性、太陽電池モジュールを枠体や支持金具を用いて屋根に取付けた実際の使用状態に近い環境での耐久性について試験するための試験方法や試験装置は未だ提供されていない。従来は、共通の耐久性試験方法や装置がなく、太陽電池モジュール製造会社や住宅施工会社等がそれぞれ独自に試験を行っていたので、客観性がなく、また他社製品を比較できないといった課題もあった。

特開２００７−２３１５１４号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、太陽電池モジュールの機械的強度や耐久性、太陽電池モジュールを枠体や支持金具を用いて屋根に取付けた実際の使用状態に近い環境での耐久性について自動的に試験することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、シール部を除き周囲を実質的に容量変化を生じさせない剛性壁で囲まれた第１圧力室と第２圧力室とを備え、該第１圧力室と第２圧力室は、一方の圧力室を構成する剛性壁に支持手段にて取付けた太陽電池モジュールと、圧力室を構成する剛性壁と前記太陽電池モジュールの周縁部間を気密状態に塞ぐ前記シール部とで区画され、前記第１圧力室と第２圧力室とにそれぞれ接続された第１給排気手段と第２給排気手段とにより、第１圧力室と第２圧力室とを所定圧力に加減圧することで前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュールに作用する風圧を再現することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置を構成した（請求項１）。

ここで、前記支持手段として、前記太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いてなるのである（請求項２）。

そして、前記シール部は、前記太陽電池モジュールの変形を拘束しない可撓性を備えていることが好ましい（請求項３）。

また、前記第１圧力室と第２圧力室の一方の圧力室内に、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなることがより好ましい（請求項４）。

更に、複数の前記太陽電池モジュールを、前記支持手段を用いて縦横に実施工するとともに、各太陽電池モジュールの周縁部を前記シール部でそれぞれ気密状態に塞いで複数の前記第１圧力室と、それ以外を一つの前記第２圧力室とし、複数の前記第１圧力室にそれぞれ第１給排気手段を接続してなることがより好ましい（請求項５）。

具体的には、底面が剛性の高い設置面とし、その周囲に側壁を立ち上げた上方解放したチャンバーと、該チャンバーの開口部を気密状態で塞ぐカバー体とを開閉可能に設け、前記チャンバーの設置面に前記支持手段にて前記太陽電池モジュールを取付けるとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記設置面との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、前記設置面と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなるのである（請求項６）。

更に、前記チャンバーの設置面の一部に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工するとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記模造屋根との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、更に前記模造屋根の周縁部に位置する前記シール部から該模造屋根の端部を通り前記設置面に至るまで気密シートで塞ぎ、前記模造屋根と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記気密シートを剛性壁の一部として前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなることが実環境により近い条件で耐久性試験が行えるのである（請求項７）。

そして、前記第２圧力室の内部であって前記チャンバーの両側壁間に渡設したトラバースに、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなることがより好ましい（請求項８）。

以上にしてなる本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置によれば、第１圧力室と第２圧力室との境界に太陽電池モジュールを支持手段で設け、該太陽電池モジュールの周縁部をシール部で気密状態に塞いでいるので、前記第１圧力室と第２圧力室とにそれぞれ接続された第１給排気手段と第２給排気手段とにより、第１圧力室と第２圧力室とを所定圧力に加減圧することで前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させ、実環境に発生する静圧を正圧（モジュールを屋根側へ押す方向の圧力）から負圧（モジュールを屋根から引き離す方向の圧力）まで再現することができ、更に第１圧力室と第２圧力室の圧力を急激に変化させることにより時々刻々変化する動圧や脈動を再現することができ、太陽電池モジュールに実環境で作用する風圧を与えて耐久性を試験することができる。また、第１圧力室と第２圧力室の圧力差を大きくして、太陽電池モジュールを取付けたまま、破壊するまで試験することができる。ここで、太陽電池モジュールは圧力室内に収容しているので、太陽電池モジュールが破壊しても破片が外部に飛び散らないので安全である。

また、支持手段として、太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いることにより、太陽電池モジュール自体の耐久性試験に加えて太陽電池モジュールを屋根に支持する支持手段とモジュールとの連結部の耐久性試験を行うことができる。

そして、圧力室を構成する剛性壁と前記太陽電池モジュールの周縁部間を気密状態に塞ぐシール部は、太陽電池モジュールの変形を拘束しない可撓性を備えているので、太陽電池モジュールに加わる風圧を支持手段のみで受けることができ、支持手段の耐久性試験を行うことができる。

更に、複数の太陽電池モジュールを、支持手段を用いて縦横に実施工するとともに、各太陽電池モジュールの周縁部を前記シール部でそれぞれ気密状態に塞いで複数の前記第１圧力室と、それ以外を一つの前記第２圧力室とし、複数の前記第１圧力室にそれぞれ第１給排気手段を接続してなることにより、屋根に複数の太陽電池モジュールを施工した場合を再現し、太陽電池モジュール同士の接合部も含めて耐久性試験を行うことができる。

具体的な太陽電池モジュールの耐久性試験装置は、底面が剛性の高い設置面とし、その周囲に側壁を立ち上げた上方解放したチャンバーと、該チャンバーの開口部を気密状態で塞ぐカバー体とを開閉可能に設け、前記チャンバーの設置面に前記支持手段にて前記太陽電池モジュールを取付けるとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記設置面との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、前記設置面と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなるので、カバー体を開いてチャンバーの上方を開放した状態で、太陽電池モジュールを支持手段を用いてチャンバーの設置面に取付け、若しくは取外すことができ、準備、撤去作業が容易に行える。また、太陽電池モジュールの大きさや形が異なっていても、設置面に対する支持手段とシール部の取付位置が変わるだけであり、汎用性の高い装置となる。

更に、前記チャンバーの設置面の一部に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工するとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記模造屋根との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、更に前記模造屋根の周縁部に位置する前記シール部から該模造屋根の端部を通り前記設置面に至るまで気密シートで塞ぎ、前記模造屋根と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記気密シートを剛性壁の一部として前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなることにより、実環境により近い条件で耐久性試験を行うことができ、太陽電池モジュールを屋根に実際に取付ける支持手段を用いて取付けることで、従来は困難であった支持手段と屋根の連結部に対する耐久性試験も行うことができる。

そして、前記第２圧力室の内部であって前記チャンバーの両側壁間に渡設したトラバースに、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなることにより、チャンバー内部の圧力変化に殆ど影響されずに太陽電池モジュールの変形を計測することができる。

本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置の全体平面図である。同じく耐久性試験装置の正面図である。太陽電池モジュールをチャンバー内に装着し、耐久性試験を行う状態を示す装置の全体断面図である。チャンバーとカバー体のシール部分の構造を示す拡大部分断面図である。太陽電池モジュールを支持手段にてチャンバーの設置面に取付けた端部分の拡大部分断面図である。太陽電池モジュールを支持手段にてチャンバーの設置面に取付けた中央部分の拡大部分断面図である。複数の太陽電池モジュールをアレイ状に装着する場合で、専用のシール構造を用いて支持手段にてチャンバーの設置面に取付けた状態の全体断面図である。同じく太陽電池モジュール同士の接合部分の拡大部分断面図である。チャンバー内に設置した模造屋根に複数の太陽電池モジュールを支持手段にてアレイ状に装着した実環境に近い状態で耐久性試験を行う装置の全体断面図である。同じく模造屋根に太陽電池モジュールを支持手段にて取付けた端部分の拡大部分断面図である。同じく模造屋根に太陽電池モジュールを支持手段にて取付けた中央部分の拡大部分断面図である。

次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図１〜図６は本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置の実施形態を示し、図中符号１は太陽電池モジュール、２は支持手段、３はチャンバー、４はカバー体、５はシール部、６は第１圧力室、７は第２圧力室、８は第１給排気手段、９は第２給排気手段をそれぞれ示している。

本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置は、シール部５を除き周囲を実質的に容量変化を生じさせない剛性壁で囲まれた第１圧力室６と第２圧力室７とを備え、該第１圧力室６と第２圧力室７は、一方の圧力室を構成する剛性壁に支持手段２にて取付けた太陽電池モジュール１と、圧力室を構成する剛性壁と前記太陽電池モジュール１の周縁部間を気密状態に塞ぐ前記シール部５とで区画され、前記第１圧力室６と第２圧力室７とにそれぞれ接続された第１給排気手段８と第２給排気手段９とにより、第１圧力室６と第２圧力室７とを所定圧力に加減圧することで前記太陽電池モジュール１の表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュール１に作用する風圧を再現するものである。

ここで、前記支持手段２として、前記太陽電池モジュール１を屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用い、支持手段２の耐久性試験も行うのである。そのため、前記シール部５は、前記太陽電池モジュール１の変形を拘束しない可撓性を備えているのである。耐久性試験中の太陽電池モジュール１の変形を計測するために、前記第１圧力室６と第２圧力室７の一方の圧力室内に、接触式又は非接触式の変位計１０を設けている。それ以外にも圧力計を始めとして、温度計等を適所に配置している。

更に詳しくは、底面が剛性の高い設置面１１とし、その周囲に側壁１２を立ち上げた上方解放したチャンバー３と、該チャンバー３の開口部を気密状態で塞ぐカバー体４とを開閉可能に設け、前記チャンバー３の設置面１１に前記支持手段２，…にて前記太陽電池モジュール１，…を取付けるとともに、その内方の該太陽電池モジュール１の周縁部と前記設置面１１との間を前記シール部５，…で気密状態に塞ぎ、前記設置面１１と周囲のシール部５，…と太陽電池モジュール１の裏面とで前記第１圧力室６を構成し、前記チャンバー３とカバー体４とで形成される残余の空間を前記第２圧力室７としている。

前記チャンバー３は、架台１３の上部に固定的に設けられ、上方開口部の周囲に前記カバー体４に対する水平シール面を備えた支持枠１４が該チャンバー３の補強を兼ねて固定され、更に前記架台１３から側壁１２の外側に固着して上方に延びた縦補強杆１５，…の上端に連結されている。前記チャンバー３の下方の架台１３の内部には、配管が施されている。本実施形態では、前記チャンバー３は、最大１２００ｍｍ×８００ｍｍの大きさの太陽電池モジュール１を４枚縦横に並べて設置できる大きさに設定し、各太陽電池モジュール１に対して一つの第１圧力室６が対応するので、前記設置面１１の中央部で各第１圧力室６に対応する位置にそれぞれ前記第１給排気手段８，…の第１給排気口１６，…を設けている。また、第２圧力室７はチャンバー３の残余の空間になるので、前記シール部５よりも外側の設置面１１のコーナー部に第２給排気手段９の第２給排気口１７を設けている。

図中符号１８は、ブロワーや圧力調整弁を内蔵した給排気装置であり、太陽電池モジュール１に最大１ｔ／ｍ²の静圧を発生させる能力のものである。この給排気装置１８は、前記チャンバー３に設けた各種センサーの信号をフィードバックしてコンピュータ制御され、所望の風圧パターンで耐久性試験を自動的に行えるようになっている。本発明の耐久性試験装置の能力は、第１圧力室６と第２圧力室７とも静圧力として−１０，０００Ｐａ〜＋１０，０００Ｐａの範囲に設定可能でありまた脈動圧力として平均圧力が±９６０Ｐａで、振幅圧力が±５００Ｐａ、周期２秒に設定可能である。

前記架台１３の両側には側方へ平行にレール１９，１９が施設されており、該レール１９，１９上に門型架台２０が移動可能に載置され、該門型架台２０の上部に固定された前記カバー体４を前記チャンバー３の上位に移動させて開口部を閉止することができ、また側方へ移動させてチャンバー３の開口部を全開できるようになっている。尚、前記チャンバー３内での作業を容易に行えるように、前記カバー体４を側方へ移動させた際には、前記架台１３と門型架台２０との間には、作業者が入るのに十分な通路２１を確保できるようになっている。

前記カバー体４は、図３及び図４に示すように、閉止時に前記チャンバー３の支持枠１４に面する周囲にエアーシールパッキン２２を設けるとともに、前記支持枠１４の下面に係止し得る多数の係止アーム２３，…を前記レール１９側の両対向辺側と後進側の一辺に設け、更に前進側の一辺には該カバー体４の周囲に設けた補強枠２５を上方から貫通させた固定ボルト２６を、スペーサー２７を介在させて前記支持枠１４に螺合するようにしている。そして、前記カバー体４をレール１９，１９に沿って移動させてチャンバー３の上位に位置させると同時に、前記係止アーム２３，…を前記支持枠１４の下面に係止し、それから前記固定ボルト２６，…を支持枠１４に螺合し、その状態で前記エアーシールパッキン２２に門型架台２０に設置したコンプレッサー２４から圧縮空気を送り、該エアーシールパッキン２２を膨張させて前記支持枠１４のシール面に圧接して気密状態に塞ぐのである。また、前記カバー体４には、前記チャンバー３内を観察できるように、合せガラスからなる観察窓２８を８箇所設けている。

そして、図２及び図３に示すように、前記第２圧力室７の内部であって前記チャンバー３の両側壁１２，１２間に渡設したトラバース２９に、前記太陽電池モジュール１の変形を計測する接触式又は非接触式の変位計１０を設けている。ここで、前記トラバース２９は、側壁１２に沿って移動可能となっている。図示した変位計１０は機械的な接触式のものであるが、レーザー変移計等の非接触式のものでもよい。

更に詳しくは、前記チャンバー３の設置面１１は、各種寸法の太陽電池モジュール１をそれに応じた支持手段２で取付けることができるようにすることと、設置面１１に各種部材を取付けた際の気密性を確保するための工夫が施されている。つまり、図３、図５及び図６に示すように、前記設置面１１は、大きな圧力に耐えるように厚さ１９ｍｍの鋼製の底面板３０とその上面に厚さ１２ｍｍのゴムシート３１を積層し、前記底面板３０には例えば１００ｍｍ間隔の格子位置に螺孔３２，…を形成し、全ての螺孔３２にはボルト３３を螺合して気密状態を保っている。前記ゴムシート３１には、前記螺孔３２と対応する位置にボルト３３の頭部が埋没する円孔３４が形成されている。

そして、前記シール部５を取付ける場合には、該当する箇所のボルト３３を外し、長尺の取付ボルト３５と交換し、前記シール部５に設けた水平な固定板３６を前記ゴムシート３１の上に置いて、前記円孔３４に円筒状のスペーサー３７を嵌めて前記取付ボルト３５を螺孔３２に螺合して取付ける。この場合、前記ゴムシート３１が気密性を維持するシールとなり、前記スペーサー３７によって該ゴムシート３１が過度に押し潰されないようにして取付強度を確保するのである。前記シール部５は、上方に開放した断面略コ字形のチャンネル部材３８の溝内にシリコンパッキン３９を嵌着し、前記チャンネル部材３８の側面にアングル材を溶接した構造であり、該アングル材の水平板が前記固定板３６となっている。

前記支持手段２は、パネル製造会社に応じて異なるので、適宜な図示しない補助手段を介して前記設置面１１に取付ける。その場合、補助手段は前記固定板３６と同様な固定板を設け、取付ボルト３５で螺孔３２に螺合して取付けるものとする。補助手段に対する支持手段２の取付構造は、実際に屋根に施工する際の取付構造と共通である。図示した支持手段２は、アルミニウムの押出し型材で作製したベース枠体４０と押え部材４１，４２とからなっている。太陽電池モジュール１の端部を支持する前記押え部材４１は断面略Ｌ字形となっており、太陽電池モジュール１，１同士を連結する中間部を支持する前記押え部材４２は平板形となっている。前記ベース枠体４０は前述のように設置面１１に取付け、その内側に沿って前記シール部５を環状に取付け、そして上方から太陽電池モジュール１の周囲を保持する枠体４３を前記ベース枠体４０の上に載置し、前記押え部材４１又は押え部材４２を前記ベース枠体４０にボルト４４で締め付けることにより、前記枠体４３の上面を押さえ込んで支持する。この際に、前記シール部５のシリコンパッキン３９の上端は太陽電池モジュール１の裏面周縁部に接触し、気密状態に維持するのである。この際、前記太陽電池モジュール１が上下に変形した場合、前記シリコンパッキン３９も気密状態性を維持しながらそれに応じて容易に変形するようになっている。しかし、第１圧力室６と第２圧力室７の圧力差によっても気密状態を維持できるようにシリコンパッキン３９の変形を抑えなければならない。そのため、前記シリコンパッキン３９をチャンネル部材３８に嵌合し、上下方向に変形しやすく、横方向に変形し難い構造としている。

前述の実施形態は、太陽電池モジュール１を単体で支持手段２を用いて設置面１１に取付け、その内方の周縁部に前記シール部５を直接設置面１１に取付けて耐久性試験を行うことも可能であり、また太陽電池モジュール１の枚数を増やして取付け、あるいは異なる大きさの太陽電池モジュール１を取付けて同時に耐久性試験を行うことができる。尚、前記第１給排気口１６，…の内、使用しないものは蓋をする。

それに対して、図７及び図８に示した実施形態は、定尺の４枚の太陽電池モジュール１，…を縦横にアレイ状に取付けて耐久性試験を行うのに適した構造となっている。本実施形態でも前記支持手段２とシール部５は前述の実施形態と共通である。本実施形態は、平板状の二種類の取付専用冶具４５，４６を用い、太陽電池モジュール１の端部側には幅の狭い取付専用冶具４５を、中央部に幅の広い取付専用冶具４６を用い、その上に支持手段２を取付けるとともに、シール部５を載置して固定板３６と同時に設置面１１に取付ボルト３５で螺着する。その他の構造は、前記同様であるので、同一構成には同一符号を付してその説明は省略する。

また、図９〜図１１に示した実施形態は、前記設置面１１の上に模造屋根４７を構築し、その上に複数の太陽電池モジュール１，…を実際の屋根における施工と同じ工法で取付けて支持手段２と模造屋根４７に対する取付構造の耐久性試験も行えるようにしたものである。つまり、前記チャンバー３の設置面１１の一部に模造屋根４７を構築し、該模造屋根４７の上に前記支持手段２にて単又は複数の前記太陽電池モジュール１，…を実施工するとともに、その内方の該太陽電池モジュール１の周縁部と前記模造屋根４７との間を前記シール部５で気密状態に塞ぎ、更に前記模造屋根４７の周縁部に位置する前記シール部５から該模造屋根４７の端部を通り前記設置面１１に至るまで気密シート４８で塞ぎ、前記模造屋根４７と周囲のシール部５と太陽電池モジュール１の裏面とで前記第１圧力室６を構成し、前記気密シート４８を剛性壁の一部として前記チャンバー３とカバー体４とで形成される残余の空間を前記第２圧力室７としたものである。尚、前記模造屋根４７と設置面１１との間で、前記気密シート４８で囲まれた空間が大気圧のままであると、前記第１圧力室６との間で大きな圧力差が生じた場合、模造屋根４７が変形することがあるので、該模造屋根４７に圧力調整用の貫通孔を設けることも可能である。

更に詳しくは、前記模造屋根４７は、垂木４９，…を実際の間隔で前記設置面１１に螺孔３２と取付ボルト３５等を用いて固定し、該垂木４９の上に野地板５０を固定し、そして野地板５０の上面に図示しない防水ゴムシートを施設し、その上にカラーベスト等の屋根材５１を敷設した構造を構築する。この模造屋根４７は、実際の屋根の構造と同じにすることが好ましいが、前記野地板５０を直接設置面１１に固定し、防水ゴムシートを省略して野地板５０の上面に屋根材５１を葺いても気密性を維持できれば、耐久性試験には影響は殆どないと考えられる。従って、少なくとも野地板５０と屋根材５１とで模造屋根４７を構築すれば足りる。

そして、前記第２圧力室７を区画形成するために、前記模造屋根４７の周囲部と前記設置面１１との間に布キャンパス等の強度があり、気密性に優れた気密シート４８を張るのである。具体的には、前記気密シート４８の一端は前記シール部５の固定板３６と屋根材５１との間に挟んで固定し、気密シート４８の他端は前記設置面１１の周縁部のゴムシート３１の上面と押え板５２との間に挟んだ状態で、該押え板５２を取付ボルト３５で設置面１１の螺孔３２に螺合して気密状態に固定するのである。ここで、しっかりと張った気密シート４８は、前記第１圧力室６と第２圧力室７の圧力差が変化した場合でも大きく変形することはなく、従って実質的に容量変化を生じさせない剛性壁とみなすことも可能である。また、前記気密シート４８の代わりに金属板を用いることも可能である。

本実施形態の場合、前記設置面１１を貫通させた第１給排気手段８の上端部を前記模造屋根４７も気密状態で貫通させて、第１給排気口１６を第１圧力室６に臨ませている。一方、前記第２給排気手段９は、前記同様に設置面１１を貫通させてチャンバー３内に第２給排気口１７を臨ませている。

前記模造屋根４７は、各種構造のものに交換することが可能であり、屋根も含めてその上に施工する太陽電池モジュール１，…を実環境に近い状態で再現し、各部の耐久性試験を行うことができるので、本発明装置は非常に汎用性が高いのである。

１太陽電池モジュール、２支持手段、
３チャンバー、４カバー体、
５シール部、６第１圧力室、
７第２圧力室、８第１給排気手段、
９第２給排気手段、１０変位計、
１１設置面、１２側壁、
１３架台、１４支持枠、
１５縦補強杆、１６第１給排気口、
１７第２給排気口、１８給排気装置、
１９レール、２０門型架台、
２１通路、２２エアーシールパッキン、
２３係止アーム、２４コンプレッサー、
２５補強枠、２６固定ボルト、
２７スペーサー、２８観察窓、
２９トラバース、３０底面板、
３１ゴムシート、３２螺孔、
３３ボルト、３４円孔、
３５取付ボルト、３６固定板、
３７スペーサー、３８チャンネル部材、
３９シリコンパッキン、４０ベース枠体、
４１押え部材、４２押え部材、
４３枠体、４４ボルト、
４５取付専用冶具、４６取付専用冶具、
４７模造屋根、４８気密シート、
４９垂木、５０野地板、
５１屋根材、５２押え板。

Claims

シール部を除き周囲を実質的に容量変化を生じさせない剛性壁で囲まれた第１圧力室と第２圧力室とを備え、該第１圧力室と第２圧力室は、一方の圧力室を構成する剛性壁に支持手段にて取付けた太陽電池モジュールと、圧力室を構成する剛性壁と前記太陽電池モジュールの周縁部間を気密状態に塞ぐ前記シール部とで区画され、前記第１圧力室と第２圧力室とにそれぞれ接続された第１給排気手段と第２給排気手段とにより、第１圧力室と第２圧力室とを所定圧力に加減圧することで前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュールに作用する風圧を再現することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
前記支持手段として、前記太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いてなる請求項１記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
前記シール部は、前記太陽電池モジュールの変形を拘束しない可撓性を備えている請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
前記第１圧力室と第２圧力室の一方の圧力室内に、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなる請求項１〜３何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
複数の前記太陽電池モジュールを、前記支持手段を用いて縦横に実施工するとともに、各太陽電池モジュールの周縁部を前記シール部でそれぞれ気密状態に塞いで複数の前記第１圧力室と、それ以外を一つの前記第２圧力室とし、複数の前記第１圧力室にそれぞれ第１給排気手段を接続してなる請求項１〜４何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
底面が剛性の高い設置面とし、その周囲に側壁を立ち上げた上方解放したチャンバーと、該チャンバーの開口部を気密状態で塞ぐカバー体とを開閉可能に設け、前記チャンバーの設置面に前記支持手段にて前記太陽電池モジュールを取付けるとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記設置面との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、前記設置面と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなる請求項１〜５何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
前記チャンバーの設置面の一部に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工するとともに、その内方の該太陽電池モジュールの周縁部と前記模造屋根との間を前記シール部で気密状態に塞ぎ、更に前記模造屋根の周縁部に位置する前記シール部から該模造屋根の端部を通り前記設置面に至るまで気密シートで塞ぎ、前記模造屋根と周囲のシール部と太陽電池モジュールの裏面とで前記第１圧力室を構成し、前記気密シートを剛性壁の一部として前記チャンバーとカバー体とで形成される残余の空間を前記第２圧力室としてなる請求項６記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
前記第２圧力室の内部であって前記チャンバーの両側壁間に渡設したトラバースに、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなる請求項６又は７記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。