JP5383072B2

JP5383072B2 - 太陽電池モジュール装置

Info

Publication number: JP5383072B2
Application number: JP2008088381A
Authority: JP
Inventors: 寛司堀川; 一生鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2009246021A

Description

この発明は、家屋の屋根などに配設してなる太陽電池モジュール装置に関するものである。

複数の太陽電池パネルが併設された太陽電池モジュール装置において、隣接する太陽電池パネルの受光面間には、太陽電池モジュールの縁に沿って延びるフレームや据付部材が存在する。太陽電池装置に到来する太陽光を無駄なく取り込むことが効率のよい発電につながるので、幅の細いフレームや据付部材に到来する太陽光であっても受光面に取り込みたいという要望がある。

従来、太陽電池モジュールの四辺（周囲）に反射鏡を設けて、太陽電池モジュールの周囲に到来する太陽光をモジュール側に反射させる提案がされている（例えば、特許文献１参照）。

また一方で、従来、太陽電池モジュールの表面に雨水等が溜まりにくくする目的で、フレーム表面に傾斜を持たせる提案がされている。

特開昭６１−２９２９７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の技術は、太陽電池モジュールの周囲に到来する太陽光を太陽電池モジュール側に反射させようとするものであり、隣接する太陽電池パネルの受光面間に到来する太陽光を無駄なく受光面に取り込もうとするものではない。このような目的から、上記特許文献１に開示された太陽電池装置の反射鏡は、太陽電池の受光面に対して大きく、また太陽電池装置の周囲に設けられるので、装置が大型化しコストも増大する。

一方、上記フレーム表面に傾斜を持たせる提案は、太陽電池モジュールの表面に雨水等を溜まりにくくするものであり、太陽光を取り込もうとするものではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の太陽電池パネルが併設された太陽電池モジュール装置において、隣接する太陽電池パネルの受光面間に到来する太陽光を無駄なく受光面に反射させて、効率の良い発電をすることができる太陽電池モジュール装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュール装置は、太陽電池セルを１枚もしくは複数並べて成る太陽電池パネル、及び太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲むフレームを各々有し、１枚もしくは複数枚が併設される太陽電池モジュールと、太陽電池パネル外縁部もしくは隣接する太陽電池パネルの受光面間に設けられ、受光した太陽光を前記受光面方向に反射させる反射面を形成する反射部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、隣接する太陽電池パネルの受光面間に反射部が設けられ、装置の上面の受光面以外の部分が概ねすべて反射面となり、反射面に照射された光は受光面に反射されるので、装置に照射された光は、概略全て受光面に到達することとなり、効率の良い発電をすることができる。また、大型の反射鏡を設けるものでないので、装置の大型化やコストの増大を伴うことがない。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明にかかる太陽電池モジュール装置の実施の形態１の斜視図であり、太陽電池パネルにフレームを取り付ける様子を示している。図２は太陽電池モジュールの正面図である。図１および２において、太陽電池モジュール８０は、複数の太陽電池セル６０を並べて成る太陽電池パネル７０と、太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって囲むフレーム１０とを有している。太陽電池パネル７０は、受光面側に図示しない透明基板（ガラス）を配置し、この透明基板の裏面側に直列あるいは並列に接続された複数の太陽電池セル６０を並べて配置し、これら複数の太陽電池セル６０をＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等の樹脂やＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの電気的絶縁材料にて封止して作製されている。

フレーム１０は、アルミニウムなどの押出成型にて作製され、断面コの字形を成すコ字状部を全周にわたって有しており、このコ字状部で太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって覆っている。フレーム１０は、ブチル系の封止材またはシリコン系の接着剤などを介して太陽電池パネル７０に固定され、太陽電池パネル７０を補強するとともに、太陽電池パネル７０を住宅やビルなどの建物に設けられた図示しない架台に取り付けられるようにする。

図３はフレーム１０の断面形状を示す図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。フレーム１０は、断面コの字形を成し太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって挟み込むコ字状部１１と、コ字状部１１からパネル裏面側に延長するようにして形成された延長部１２と、この延長部１２の下端から内方に延びて形成された内フランジ部１３とが設けられている。そして、本実施の形態のフレーム１０においては、コ字状部１１の上部に反射部１５が一体に設けられている。反射部１５には、受光面７０ａに対して角度θ１傾く反射面１５ａが形成されている。反射面１５ａに照射された太陽光は、図３に矢印Ｂにて示すように、受光面７０ａに向けて反射される。

フレーム１０は、高反射率金属材料であるアルミニウムにて作製され、反射部１５の反射面１５ａは、鏡面加工されている。反射面１５ａの傾きは、最も多く発電する時間帯の太陽光角度を考慮して、受光面７０ａに対して１０°以上８０°以下とすることが望ましい。

隣接して配置される太陽電池モジュール８０のフレーム１０は、背面側（コ字状部１１と反対側）を互いに対向させて密着するので、装置を上方から見た場合、隣り合う太陽電池パネル７０の受光面間がすべて受光面７０ａとなる。

このような構成太陽電池モジュール装置によれば、隣接する太陽電池パネル７０の受光面間に反射部１５が設けられている。そのため、装置の上面の受光面７０ａ以外の部分が概ねすべて反射面１５ａとなり、この反射面１５ａに照射された光は受光面７０ａに入射するように反射されるので、装置に向けて到来した太陽光は、概略全て受光面７０ａに到達することとなり、効率の良い発電をすることができる。また、大型の反射鏡を設けるものでないので、装置の大型化やコストの増大を伴うことがない。

なお、反射部１５に形成される反射面１５ａは、上記のように鏡面加工されているが、鏡面加工に限らず、例えば表面を反射率の高い色（例えば、白）にすることにより、反射率の向上を図ってもよい。もちろん、鏡面加工に加えてさらに反射率の高い色とされてもよい。

また、太陽電池モジュール８０を固定するフレーム１０のそれぞれが、自らが固定するフレーム１０に向かって光を反射するような反射面１５ａを持っていれば、１枚の太陽電池モジュール８０を設置しても、複数枚の太陽電池モジュール８０を隣接して設置しても、フレーム１０部分に照射された太陽光を太陽電池モジュール８０で回収することができる。

実施の形態２．
図４はこの発明の太陽電池モジュール装置の正面図である。図５は据付部材及び反射部の断面形状を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。本実施の形態の体の太陽電池モジュール装置９０においては、屋根などの設置場所に相互に平行に延びる複数本の据付部材５１によって、複数枚の太陽電池モジュール８０が据え付けられている。据付部材５１の平らな上面に、断面三角形状の反射部材（反射部）５２が配設されている。反射部材５２は、据付部材５１の全長にわたって配設されている。

断面三角形状に形成された反射部材５２には、反射面５２ａが形成されている。反射面５２ａは、反射部材５２上に到来した太陽光を、図５に矢印Ｄにて示すように、左右の太陽電池モジュール８０の受光面に振り分けて反射させる。

反射部材５２は、高反射率金属材料であるアルミニウムにて作製され、反射部材５２の反射面５２ａは、鏡面加工されている。反射面５２ａの傾きは、最も多く発電する時間帯の太陽光角度を考慮して、受光面７０ａに対して１０°以上８０°以下とすることが望ましい。

このような構成太陽電池モジュール装置によれば、フレームを支持することにより太陽電池モジュールを建造物に固定する据付部材５１をさらに有しており、反射部は、この据付部材５１の上面に設けられている。据付部材５１に照射された光は、隣接した太陽電池モジュールの受光面に入射するように反射されるので、装置に向けて到来した太陽光は、概略全て受光面に到達することとなり、発電効率を向上させることができる。本実施の形態においても、大型の反射鏡を設けるものでないので、装置の大型化やコストの増大を伴うことがない。

発明者らは、本実施の形態を模擬した試験により、発電効率が０．４３％向上することを確認している。

なお、反射部材５２の反射面５２ａは、上記のように鏡面加工されているが、鏡面加工に限らず、実施の形態１と同様に、例えば表面を反射率の高い色（例えば、白）にすることにより、反射率の向上を図ってもよい。もちろん、鏡面加工に加えてさらに反射率の高い色とされてもよい。

また、図５では、隣接する２枚の太陽電池モジュール８０を固定する据付部材５１に反射部材５２を設置した様子が表わされている。しかし、太陽電池モジュール８０同士が隣接しない箇所の据付部材５１にも、太陽電池モジュール８０に向かって光を反射するような反射面５２aを持った反射部材５２を設置しても良い。これにより、１枚の太陽電池モジュール８０を設置した場合や、複数の太陽電池モジュール８０を設置した場合の太陽電池モジュール８０同士が隣接しない部分（外周部分）についても、照射された太陽光を回収することができる。

以上のように、この発明は、家屋の屋根などに配設してなる太陽電池モジュール装置適用されて有用なものである。

本発明にかかる太陽電池モジュール装置の実施の形態１の斜視図であり、太陽電池パネルにフレームを取り付ける様子を示している。太陽電池モジュールの正面図である。フレームの断面形状を示す図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。この発明の太陽電池モジュール装置の正面図である。据付部材及び反射部の断面形状を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。

符号の説明

１０フレーム
１１フレームのコ字状部（縁保持部）
１２フレームの延長部
１３フレームの内フランジ部
６０太陽電池セル
７０太陽電池パネル
８０太陽電池モジュール
１５反射部
１５ａ，５２ａ反射面
５１据付部材
５２反射部材（反射部）
７０ａ受光面
９０太陽電池モジュール装置

Claims

太陽電池セルを１枚もしくは複数並べて成る太陽電池パネル、及び前記太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲むフレームを各々有し、１枚もしくは複数枚が併設される太陽電池モジュールと、
側壁部と搭載面部とが略Ｌ字型の断面をなす支持部を有し、前記フレームの側面が前記側壁部に接するように前記搭載面部の上に載置された前記太陽電池モジュールを前記支持部で支持して建造物に固定する据付部材と、
前記据付部材の上部に該据付部材と別体で設置され、受光した太陽光を前記太陽電池パネルの受光面に入射させるように反射する反射面を形成する反射部材と、
を備えたことを特徴とする太陽電池モジュール装置。
前記フレームは、側面に凸部を有し、
前記反射部材は、前記据付部材の上面との間に前記凸部を挟み込むように設置される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装置。
前記反射部材は、高反射率金属材料で作製され、前記反射面が鏡面加工されている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装置。
前記反射部材の反射面は、反射率の高い色にされている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール装置。
前記反射面は、前記受光面に対して１０°以上８０°以下の傾きを持つことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール装置。