JP5411360B2 - 太陽電池組立品 - Google Patents

Description

本発明は太陽電池の分野に関し、特に、太陽電池組立品に関する。

最近では太陽電池が世間に知られてきている。現在の太陽電池組立品は一般的に、積層部材と、アルミニウム押出形材(aluminum profile)又はアルミ合金製であって積層部材の端部の周囲に固定されたフレームと、を備え、太陽電池組立品の正端子と負端子が引き出されている。通常、太陽電池組立品は蓄電池も備える。蓄電池例えば鉛酸蓄電池などは比較的重くて体積も比較的大きいため、これらは地下に固定されたり、地上のキャビネットの中に置かれたりする。

現在、蓄電池と太陽電池組立品を一体化した組立品が検討されている。例えば、蓄電池を扁平シェル内に配置する。これは実際に実施できるが、重い電池を数多く固定する必要がある場合には困難である。従って、シェルには高い強度、耐衝撃性能、及び防振性能が必要とされる。従って、シェルには強化部材例えば強化リブ又はフレームなどが形成されるが、これには余計なコストがかかるし、製造も複雑になる。

本発明は、従来技術の問題点のうち少なくとも一つの問題点を解決するものである。従って、太陽電池組立品は長距離電送によるエネルギー喪失を解決したり、強度の向上などのために提供される必要がある。

本発明の実施形態によれば、太陽電池組立品が提供される。前記太陽電池組立品は、内周に沿って内側溝が形成されたフレームと、内側溝に収容された周辺端部を有する積層太陽電池パネルと、フレームの下方に配置されフレームの底面に接続された電池容器と、電池容器に収容された少なくとも蓄電池とを備える。積層太陽電池からのエネルギーは蓄電池に蓄えられる。

発明の実施形態によれば、フレームは鉄又は鋼製である。

本発明によれば、蓄電池は太陽電池組立品に組み込まれ、太陽電池組立品のソーラーユニットから蓄電池へ、更には電気機器（load）への長距離有線電送によるエネルギー喪失が減少される。加えて、維持管理が容易になりコストも低減される。更に、現場において蓄電池を地下へ又は蓄電池を収容するための別個のキャビネットへ収容する作業が不要になる。それでも、フレーム及び電池容器の構成は組立品の支持力を更に向上させ、従ってそこに配置された蓄電池の強度及び安定性が確保される。

本発明のこれらの態様と利点、および他の態様と利点は、図面を参照した以下の説明から明らかになり、より簡単に理解されるようになる。

本発明の一実施形態に係る太陽電池組立品の概略図を示す。 本発明の一実施形態に係る太陽電池組立品の積層部材の分解概略斜視図を示す。 本発明の一実施形態に係る太陽電池組立品の鉄製フレームの断面図を示す。 本発明の一実施形態に係る太陽電池組立品の部分概略図を示し、縦サイドフレームと横サイドフレームとを接続するガセットジョイントを示す。 本発明の一実施形態に係る充電池が組み込まれた太陽電池組立品の断面図を示す。 本発明の一実施形態に係る太陽電池組立品のガセットジョイントの斜視図を示す。

本発明の上述した特徴及び効果、その他の特徴及び効果は、以下、添付の図面と共に次の実施形態の詳細な説明により更に明確に理解される。

発明の実施形態によれば、太陽電池組立品１００が提供される。太陽電池組立品１００は、内周に沿って内側溝が形成されたフレーム２と、周辺端部が内側溝に収容された積層太陽電池パネル１と、フレームの下方に配置されてフレームの底面に接続された電池容器４と、電池容器に収容された少なくとも蓄電池と、を備える。本発明によれば、積層太陽電池からのエネルギーは、長距離有線電送なしに直接蓄電池に蓄えられる。

以下、太陽電池組立品１００について添付の図面を参照して詳述する。図５に示すように、太陽電池組立品１００は積層太陽電池パネル１と、フレーム２と、蓄電池３と、電池容器４と、を備える。積層太陽電池パネル１は、裏板と、裏板に例えば結合剤によって接着された太陽電池アレーと、太陽電池アレーに配置されたガラス板とを備える。裏板、太陽電池アレー、及びガラス板は相互に積層されている。

発明の実施形態によれば、フレーム２は鉄又は鋼製であって、これにより太陽電池組立品１００の強度及び安定性を大幅に向上させている。

図１及び図２に示すように、フレーム２は、ガセットジョイント２０によりそれぞれ接続された２つの縦サイドフレーム部２１と２つの横サイドフレーム部２２とを備える。

図３に示すように、縦サイドフレーム部２１と横サイドフレーム部２２は形状が同一で長さが異なる。縦サイドフレーム部２１と横サイドフレーム部２２の長さは、積層太陽電池パネル１の大きさに応じて調整される。

発明の実施形態によれば、縦サイドフレーム部２１及び横サイドフレーム部２２は、少なくともその長手方向に補強リブ２６が形成された底部２５と、底部２５に接続されて底部２５から上方へ延びる側部２４と、側部２４に長手方向に形成された内側溝２３と、を備える。

内側溝２３は側部２４の上端に形成される。積層太陽電池パネル１の周辺端部は、内側溝２３内に収容又は固定される。内側溝２３は、積層太陽電池パネル１の端部を収容又は固定して保護するように構成されている。

発明の実施形態によれば、フレーム２は鋼製であり、従って製造工程はアルミ合金を製造する工程、例えば押出加工などとは異なる。鋼フレームは鋼板を圧延して形成できる。

発明の実施形態によれば、縦サイドフレーム部２１及び横サイドフレーム部２２の底部２５には補強リブが形成されている。この場合、フレーム２の強度が増し、縦サイドフレーム部２１及び横サイドフレーム部２２の直線性が確保される。

図５に示すように電池３は、縦サイドフレーム部２１及び横サイドフレーム部２２の側部２４及び底部２５、電池容器４、及び積層太陽電池パネル１によって形成された空間内に配置される。

電池容器４は板状の鉄製支持板として構成されても良いし、複数の鉄製支持片により形成されても良い。支持板又は支持片はネジ又はリベットによりフレーム２の底部に固定される。発明の実施形態によれば、電池容器４には、正端子によりサイドフレーム部２１、２２の底部２５に接続されるフランジ部４１が形成されている。

円周リブ４２がフランジ部４１に形成され、これは補強リブ２６と結合されて支持力を高める。

以下、添付の図面を参照して積層太陽電池パネル１について詳述する。まず、裏板例えば米国のデュポン社によって流通されているものなどを作業台に置き、結合剤層、即ち結合剤フィルム層で裏板の表面を被覆する。そして、溶接太陽電池アレーを結合剤フィルムの上に配置する。その後、他の結合剤フィルム層で電池アレーを被覆する。最後に、結合剤フィルムの上にガラス板を載せ、重なり構造全体を積層して所望の積層太陽電池パネル１を得る。積層後の接合剤フィルムを溶解することで接着層が形成され、これにより裏板、電池アレー、及びガラス板が結合されて一体型ボディが形成される。

太陽電池アレーはｎ列×ｍ行の太陽電池プレートから形成される。太陽電池プレートは直列、並列、又は直並列に接続される。例えば、同じ列の太陽電池プレートを直列に接続して直列接続グループとし、直列接続グループを並列又は直列に接続することで電池アレーを形成できる。直列又は並列に接続された太陽電池プレート間の接続は、接続ストリップや接続ベルトなどと称される溶接ストリップによって達成できる。太陽電池プレートは所望の大きさに設計できる。本発明の実施形態によれば、太陽電池プレートは長さが約１２５ｍｍ、幅が約１２５ｍｍ、厚みが約０．２ｍｍである。太陽電池プレートは単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、又は非晶質シリコン太陽電池である。太陽電池プレートの原理及び構造は公知であるので、明確さを目的とする詳細な説明は省略する。

裏板は太陽電池アレーの裏面を保護して外部からの悪影響を避けるために用いられる。そして裏板は高耐電圧、優れた絶縁性能、優れた耐候性、及び耐紫外線老化性という性質と共に優れた防振特性を有するので、太陽電池プレートが誤って割れてしまうのを防止する。

ガラス板は低鉄超白ガラス製である。

結合剤材料はエポキシ樹脂、ポリウレタン又はシリコン樹脂、又はその他のものでよく、又は結合剤材料はＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）であってもよい。その一方で、追加の添加剤をＥＶＡに加えてもよい。発明の実施形態によれば、結合剤は透明色で固化後に優れた光線透過率を有する。

明らかに、その他の設計例えば接続箱、熱板の影響（hot-plate effect）を防止するためのバイパスダイオードなどもある。これらは公知であるので、明確さを目的とする詳細な説明は省略する。

図６に示すように、ガセットジョイント２０は３枚の垂直な板、即ち第１、第２、及び第３の平板から成り、第１及び第２の平板がそれぞれ隣接するサイドフレーム部に接続されるよう、これらは互いに縦に接続されている。具体的には、板には固定孔が形成されている。縦サイドフレーム部２１及び横サイドフレーム部２２の側部と底部にはそれぞれ固定孔が形成されている。そして、平板、縦サイドフレーム部２１、及び横サイドフレーム部２２は固定孔を貫通するネジ又はリベットにより接続される。

発明の実施形態によれば、蓄電池３はリチウム電池群又はリン酸鉄リチウム電池群である。発明の実施形態によれば、リン酸鉄リチウム電池群は、約３．２Ｖの公称電圧で用いられる。リン酸鉄リチウム電池群は体積が小さく、容量が大きく、安定した充電・放電性能を有する。稼働環境温度は−１０°Ｃから６０°Ｃの範囲であり、充電又は放電の繰り返し回数は約２０００回である。その電池は安全であり、容易に爆発したり漏れたりせず、優れた耐候性を有する。

本発明の実施形態によれば、太陽電池組立品は以下に提供される方法によって作成できる。

まず、積層太陽電池パネル１を用意する。そして、積層太陽電池パネル１の大きさに応じて縦サイドフレーム部２１の対と横サイドフレーム部２２の対を作る。そして、縦サイドフレーム部２１と横サイドフレーム部２２の内側溝２３にシール剤を塗布する。そして、積層太陽電池パネル１の４つの端部を内側溝２３に取り付ける。そして、縦サイドフレーム部２１と横サイドフレーム部２２をガセットジョイント２０を介してそれぞれ接続する。そして、太陽電池組立品１００の平坦性を調整する。最後に、蓄電池３を電池容器４の中に配置又は固定する。電池容器４にはフランジ部４１が形成されていて、これはネジにより底部２５に接続される。補強リブ２６と円周リブ４２との接続により、太陽電池組立品１００の強度が格段に増す。

説明のための実施形態を示して記載したが、発明の本質から逸脱しない範囲で実施形態の変更、代替、修正が可能であることは当業者に理解されるであろう。このような変更、代替、修正は請求項及びこれに相当するものの範囲に入る。

（関連出願の相互参照）
本願は、２００９年７月３０日に中華人民共和国国家知識産権局に提出された中国特許出願第２００９２０１３４４３１．１号の優先権及び利益を主張し、その内容の全ては、ここに参照されて包含される。

Claims (5)

1. 内周に沿って内側溝が形成されたフレームと、
   前記内側溝に収容された周辺端部を有する積層太陽電池パネルと、
   前記フレームの下方に配置され前記フレームの底面に接続された電池容器と、
   前記電池容器に収容された少なくとも１つの蓄電池と、を備え、前記積層太陽電池パネルからのエネルギーは前記蓄電池に蓄えられ、
   前記フレームは、それぞれガセットジョイントにより互いに接続されて前記フレームを形成する４つのサイドフレーム部を備え、
   前記サイドフレーム部は、
   少なくとも１つの補強リブが形成された底部と、
   前記底部に接続され前記底部から上方に延び前記内側溝が長手方向に形成された側部と、を備え、
   前記電池容器には前記サイドフレーム部の前記底部に接続されるフランジ部が形成され、
   前記底部には前記サイドフレーム部の長手方向に前記補強リブが形成され、前記フランジ部には前記補強リブと結合され、かつ前記フランジ部を補強する円周リブが形成され、前記サイドフレーム部の前記底部が前記フランジ部に接続されることで、前記電池容器が前記フレームに固定される、
   太陽電池組立品。
2. 前記サイドフレーム部は圧延により形成される、請求項１に記載の太陽電池組立品。
3. 前記フレームは鉄又は鋼製であり、前記蓄電池はリン酸鉄リチウム電池である、請求項１に記載の太陽電池組立品。
4. 前記ガセットジョイントは、
   第１の平板と、
   第２の平板と、
   第３の平板と、を備え、前記第１及び第２の平板は、第３の平板上で横方向に接続され、前記第１及び第２の平板はそれぞれ隣接する前記サイドフレーム部に接続されている、請求項１に記載の太陽電池組立品。
5. 前記積層太陽電池パネルは、
   裏板と、
   前記裏板に接着された太陽電池アレーと、
   前記太陽電池アレーに配置されたガラス板と、を備え、前記裏板、前記太陽電池アレー、及び前記ガラス板は積層されている、請求項１に記載の太陽電池組立品。

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