JP5363925B2 - 太陽電池モジュールの固定構造 - Google Patents

Description

この発明は、太陽電池セルが表裏の保護フィルム層によって封止された太陽電池モジュールのテント等の建物への固定構造に関する。

従来の強化ガラスカバーによって覆われた太陽電池セルを架台に載置したものは、エネルギー変換効率や耐久性に優れるが、製造及び設置のコストが高くなり、軽量化が難しかった。
これに対して、太陽電池セルが表裏の保護フィルム層によって封止された薄型シート状の太陽電池モジュールが開発されており、低コスト化及び軽量化が図られている。

その薄型シート状の太陽電池モジュールを、テント等の建物に設置する場合については、例えば、テントシートへ直に接着することで固定することが考えられる。しかし、太陽電池モジュールとテントシート等の建材との熱膨張率の差異が、部分的な剥がれや破損の原因になり易いという課題がある。また、テントシートに貼り付けられた太陽電池モジュールは、容易に剥がすことができず、その寿命をテント建物と共にすることになり易い。また、太陽電池モジュールの交換を必要とする場合には対応が難しいという問題がある。

これに対して、太陽光の照射面となるテントの屋根に、互いにかみ合い係合するオープンファスナーの一方のテープを取り付け、他方のテープを太陽電池モジュールの載置された基布片の周囲に縫着し、前記テープを係合することによって太陽電池モジュールをテントの屋根に着脱自在に取り付ける太陽電池ユニットが提案されている（特許文献１参照）。

また、太陽電池セルと該太陽電池セルを保護するフレキシブルシートを有し該フレキシブルシートが前記太陽電池セルの周囲部まである太陽電池モジュールを、前記フレキシブルシートの太陽電池セル周囲部分をシート状部材である構造支持体に糸状材料で縫い付けることによって、前記構造支持体状に取り付け、前記糸状材料で縫い付けた部分に硬化性液状樹脂を含侵させることによって微細な穴を塞ぐと共に、前記太陽電池モジュールとシート状部材である構造支持体との間に、粘着剤層、接着剤層、ゴム状弾性体層の少なくも一層を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの固定方法が提案されている（特許文献２参照）。

実開平０６−１７２５６号公報（第１頁） 特開平１０−１４４９４７号公報（第１頁）

太陽電池モジュールの固定構造に関して解決しようとする問題点は、提案された先行技術では縫合という手段を用いて太陽電池モジュールをテントシートに固定する技術が提案されているが、コスト高になり易く、既設のテント等の建物に対して後付け施工することが困難であるという点にある。
そこで、本発明の目的は、太陽電池モジュールとテントシート等の建材との熱膨張率の差異による問題を回避し、低コストで、しかも既存のテント等の建物に対して後付け施工でも太陽電池モジュールを設置することが可能となる太陽電池モジュールの固定構造を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる太陽電池モジュールの固定構造の一形態によれば、太陽電池セルが表裏の保護フィルム層によって封止された太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールの実質的に全体が接着剤によって貼り付けられると共に、貼り付けられない周囲部がはみ出るように形成され、該周囲部に複数の連結用の補強部が設けられた補強シートと、該補強シートによって裏打ちされた前記太陽モジュールが位置される建物の部位に対応して該建物に固定され、前記連結用の補強部の各々に対応して設けられた連結用の固定部を有する固定部材と、前記連結用の補強部と前記連結用の固定部との間に掛け渡されて、前記建物に前記補強シートを介して太陽電池モジュールを固定する連結部材とを備え、前記建物がテントであって、前記連結用の補強部が、前記補強シートに設けられた補強用の鳩目によって構成され、前記固定部材が、テントシートの表面に面を重ねて接着によって固定されるシート状に設けられると共に、前記補強シートに設けられた前記補強用の鳩目に近接する部分であって前記テントシートに接着されていない非貼付部に前記連結用の固定部として固定用の鳩目が設けられ、前記テントシートに接着されている部分が前記補強シートからは前記固定用の鳩目よりも遠い側に設けられた固定シートによって構成され、前記連結部材が、前記補強用の鳩目と前記固定用の鳩目との間に掛け渡されている。

また、本発明にかかる太陽電池モジュールの固定構造の一形態によれば、前記周囲部が、前記補強シートが折り返されることで複数層に形成されていることを特徴とすることができる。

また、本発明にかかる太陽電池モジュールの固定構造の一形態によれば、前記補強シート、前記テントシート及び前記固定シートが、強化用繊維、布状又は不織布状の布材を芯として補強された樹脂シートであって、少なくとも前記テントシート及び前記固定シートが同一のシート素材によって設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの固定構造の一形態によれば、前記連結部材が、所要の範囲の張力を作用させて補強シートを保持できるように、超弾性を有する形状記憶合金によって設けられていることを特徴とすることができる。

本発明の太陽電池モジュールの固定構造によれば、太陽電池モジュールとテントシート等の建材との熱膨張率の差異による問題を回避でき、低コストで、しかも既存のテント等の建物に対して後付け施工でも太陽電池モジュールを設置することが可能になるという特別有利な効果を奏する。

本発明に係る太陽電池モジュールの固定構造の形態例を示す斜視図である。 太陽電池モジュールの配置に係る形態例を示す平面図である。 太陽電池モジュールの配置に係る他の形態例を示す平面図である。 固定部材の他の形態例を示す斜視図である。 固定部材の他の形態例を示す斜視図である。

以下、本発明の太陽電池モジュールの固定構造に係る最良の形態例としてテントに固定する場合について、添付図面（図１〜３）と共に詳細に説明する。
本形態例の太陽電池モジュール１０のテントへの固定構造は、倉庫等として長期に渡って設置されて利用されるテント建物３０などのテントの屋根や側壁の太陽光が照射される部分において、太陽電池モジュール１０を固定するために用いられるものである。

１０は太陽電池モジュールであり、太陽電池セル１１が表裏の保護フィルム層１２によって封止されて設けられている。図１では、模式的に一つの太陽電池モジュール１０を設置した状態を図示したが、複数を適宜配列して電気的に接続することができるのは勿論である。その配列の形態や電気的な接続方法は既存の技術を適宜選択的に用いればよい。

２０は補強シートであり、太陽電池モジュール１０の実質的に全体が接着剤によって貼り付けられると共に、貼り付けられない周囲部２１がはみ出るように形成され、その周囲部２１に複数の補強用の鳩目２２が設けられている。この補強用の鳩目２２は、連結用の補強部の一例になっている。
このように補強シート２０によって太陽電池モジュール１０を裏打ちすることで、太陽電池モジュール１０の軟弱性を補強できる。また、補強用の鳩目２２によって、後述する連結部材５０による連結部を補強できる。これによって、耐久性を高めることができる。
なお、上記の接着剤としては、既知のものを、保護フィルム層１２及び補強シート２０の素材に適応させて適宜選択的に用いればよい。

また、周囲部２１は、補強シート２０が折り返されることで複数層に形成されていることで、強度を高めることができる。補強シート２０が矩形の場合、四辺の周囲部２１を折り返すことで容易に、辺にあたる部分を二つ折り２１ａに形成でき、角にあたる部分を四つ折り２１ｂに形成できる（図２参照）。これによって、補強用の鳩目２２等が設けられる連結用の補強部を補強して耐久性を高めることができる。

４０は固定シートであり、補強シート２０によって裏打ちされた太陽電池モジュール１０が位置されるテント建物３０の部位に対応し、テントシート３１に接着剤によって貼り付けられて固定され、補強用の鳩目２２に近接する側の部分であってテントシート３１に接着されていない非貼付部に固定用の鳩目４２が設けられている。この固定シート４０が固定部材の一例となっており、固定用の鳩目２２が連結用の固定部の一例になっている。なお、上記の接着剤としては、既知のものを、テントシート３１及び固定シート４０の素材に適応させて適宜選択的に用いればよい。

この固定シート４０によれば、めくれて剥がれる方向に張力がかからないように、固定用の鳩目４２の設けられた部分４０ａが、固定される補強シート２０に近い側に設けられ、テントシート３１に接着されている部分４０ｂが、固定用の鳩目４２を挟んで、固定される補強シート２０からは遠い側に設けられている。
例えば、図２に示すように、固定シート４０の点線より中側全体が接着されている部分４０ｂになっており、点線で区切られた角部（三角形の部分）が接着されていない部分（固定用の鳩目４２の設けられた部分４０ａ）になっている。

５０は連結部材であり、補強用の鳩目２２と固定用の鳩目４２との間に掛け渡されて、テント建物３０に補強シート２０を介して太陽電池モジュール１０を固定するように設けられている。
この連結部材５０としては、紐などの線材、針金のような金属線材、フックやターンバックルが設けられた専用の張り部材など、補強シート２０を適切に張った状態で固定できるものを用いればよい。

このような構成を備える固定構造によれば、太陽電池モジュール１０が貼り付けられた補強シート２０は、テントシート３１に接着剤で貼り付けられることなく、固定シート４０及び連結部材５０を介してテント建物３０に張られた状態で固定される。
このため、太陽電池モジュール１０とテントシート３１との熱膨張率の差異による問題が生じることない。

また、固定シート４０をテントシート３１へ接着剤で固定することは、容易且つ確実にできるため、設置コストを低減できる。さらに、この固定構造によれば、既存のテント建物３０に対し、後付け施工でも太陽電池モジュール１０を容易に設置できるというメリットがある。
なお、この固定シート４０を新設のテント建物３０に固定する場合は、施工前にテントシート３１へ、接着以外の手段、例えば縫合や熱溶着によって予め固定しておくことが、容易にできる。これによれば、新設のテント建物３０における太陽電池モジュール１０の設置を、効率良く行うことができる。

また、本発明においては、補強シート２０、テントシート３１及び固定シート４０が、強化用繊維（ステンレスワイヤー、グラスファイバー、カーボンファイバーなど）、布状又は不織布状の布材を芯として補強された樹脂シートであって、少なくともテントシート３１及び固定シート４０が同一のシート素材によって設けることができる。
これによれば、各シートの強度を高めることができ、耐久性と信頼性を高めることができる。また、シート同士の素材が同一であることで、相互の接着性を向上でき、耐久性と信頼性を高めることができる。

また、本発明においては、連結部材５０が、所要の範囲の張力を作用させて補強シート２０を保持できるように、超弾性を有する形状記憶合金によって設けることができる。
これによれば、形状記憶合金は、所定の変形範囲で、ほぼ一定の張力を得ることができるため、補強シート２０を介して太陽電池モジュール１０をテント建物３０の屋根上などで適切に張設できる。

また、補強用の鳩目２２や固定用の鳩目４２が設けられる各シートの部分は、補強構造とすることで、耐久性を向上させることができる。その補強構造は、前述の折り返し構造に限定されず、例えば、補強層を接着や縫合等によって重ね合わせた形態とすることもできる。

また、図２は一枚の固定シート４０に複数の固定用の鳩目４２を設け、補強シート２０を介して複数の太陽電池モジュール１０を効率よく固定する形態例を示してある。
この形態例によれば、一枚の固定シート４０の四隅に固定用の鳩目４２を設け、四つの太陽電池モジュール１０を固定できるように、四つの連結部材５０が放射状に配置されている。このため、一枚の固定シート４０を効率よく利用でき、複数の太陽電池モジュール１０を効率よく固定できる。

また、図３は一枚の固定シート４０に複数の固定用の鳩目４２を設け、補強シート２０を介して複数の太陽電池モジュール１０を高密度に効率よく固定する形態例を示してある。
この形態例によれば、複数の太陽電池モジュール１０を、千鳥状に配置することができ、隣接する太陽電池モジュール１０をより近接させて設置できる。このため、同一面積に多くの太陽電池モジュール１０を配設でき、設置効率を向上できる。

次に、固定シート４０に相当する固定部材の他の形態例について、図４又は５について説明する。
図４は、筋状の凸部３２が設けられた板金製の屋根３０Ａと、その屋根に取り付けることができる固定部材４０Ａの形態例を示す斜視図である。
この固定部材４０Ａは、筋状の凸部３２をネジによって挟み込むことで固定できるものであって、連結部材５０が連結できるリング部４２Ａを備えている。この固定部材４０Ａを適宜に配することで、補強シート２０を介して太陽電池モジュール１０を板金製の屋根に適切に固定できる。既存の板金製の屋根にも、太陽電池モジュール１０を後施工で容易に設置できる。

図５は、波形の板金製の屋根３０Ｂと、ルーフ用ボルト３３と、そのルーフ用ボルト３３に取り付けることができる固定部材４０Ｂの形態例を示す斜視図である。
この固定部材４０Ｂは、ルーフ用ボルト３３に嵌め、ナットによって締め付けることで固定できるものであって、連結部材５０が連結できるリング部４２Ｂを備えている。この固定部材４０Ｂを適宜に配することで、補強シート２０を介して太陽電池モジュール１０を板金製の屋根に適切に固定できる。既存の板金製の屋根にも、太陽電池モジュール１０を後施工で容易に設置できる。
なお、図４又は５の形態例では、板金製の屋根に固定される固定部材の形態例を示してあるが、これに限定されることはなく、他の材料で形成された屋根にも同等の形態の固定部材を固定することができ、太陽電池モジュール１０を設置できる。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１０ 太陽電池モジュール
１１ 太陽電池セル
１２ 保護フィルム層
２０ 補強シート
２１ 周囲部
２２ 補強用の鳩目
３０ テント建物
３１ テントシート
４０ 固定シート
４２ 固定用の鳩目
５０ 連結部材

Claims (4)

1. 太陽電池セルが表裏の保護フィルム層によって封止された太陽電池モジュールと、
   該太陽電池モジュールの実質的に全体が接着剤によって貼り付けられると共に、貼り付けられない周囲部がはみ出るように形成され、該周囲部に複数の連結用の補強部が設けられた補強シートと、
   該補強シートによって裏打ちされた前記太陽モジュールが位置される建物の部位に対応して該建物に固定され、前記連結用の補強部の各々に対応して設けられた連結用の固定部を有する固定部材と、
   前記連結用の補強部と前記連結用の固定部との間に掛け渡されて、前記建物に前記補強シートを介して太陽電池モジュールを固定する連結部材とを備え、
   前記建物がテントであって、
   前記連結用の補強部が、前記補強シートに設けられた補強用の鳩目によって構成され、
   前記固定部材が、テントシートの表面に面を重ねて接着によって固定されるシート状に設けられると共に、前記補強シートに設けられた前記補強用の鳩目に近接する部分であって前記テントシートに接着されていない非貼付部に前記連結用の固定部として固定用の鳩目が設けられ、前記テントシートに接着されている部分が前記補強シートからは前記固定用の鳩目よりも遠い側に設けられた固定シートによって構成され、
   前記連結部材が、前記補強用の鳩目と前記固定用の鳩目との間に掛け渡されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
2. 前記周囲部が、前記補強シートが折り返されることで複数層に形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの固定構造。
3. 前記補強シート、前記テントシート及び前記固定シートが、強化用繊維、布状又は不織布状の布材を芯として補強された樹脂シートであって、少なくとも前記テントシート及び前記固定シートが同一のシート素材によって設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの固定構造。
4. 前記連結部材が、所要の範囲の張力を作用させて補強シートを保持できるように、超弾性を有する形状記憶合金によって設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの固定構造。

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