JP5465343B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は太陽電池モジュールに関する。
近年の環境保護の気運の高まりに伴い、環境負荷の少ない太陽光発電システムが注目されている。そして、このような太陽光発電システムの普及拡大のために、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの生産性を向上させることが求められている。
太陽電池モジュールの生産性を向上させる一手段として、太陽電池モジュールの大型化がある。太陽電池モジュールを大型化することによって、単位面積あたりの製造工数などを低減することができる。しかし、大型の太陽電池モジュールは面積が大きくなるため、風荷重，積雪荷重を大きく受けることになり、太陽電池モジュールの破損が生じやすくなる。
この問題を解決するために、太陽電池モジュールの中央を支持する角柱状の補強部材を配置することが提案されている（例えば、特開２００９−５７７５７号公報を参照）。
上記のように構成された太陽電池モジュールに積雪荷重等による正圧荷重が加わると、角柱状の補強部材の角部において太陽電池モジュールに強い曲げ応力およびせん断応力がかかる。これらの応力は、太陽電池モジュールの設計寿命である期間（例えば２０年間）にわたって繰り返し太陽電池モジュールにかかる。このように、長期にわたって繰り返し太陽電池モジュールに応力が加わることによって、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池素子およびこれらを覆っているガラスにクラックが発生したり、複数の太陽電池素子と、これらを電気的に接続しているインナーリードとの間に剥離（デラミネーション）が生じるおそれがある。
また、ユーザーの要望に応じて、風の強い地域，多雪地域等においても太陽光発電システムを利用可能とするために、太陽電池モジュールの耐荷重性能を向上させることが求められている。
そこで、本発明の目的の一つは、簡易な構造で耐荷重性能に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の一形態に係る太陽電池モジュールは、受光面および該受光面の裏面に相当する非受光面、ならびに前記受光面と前記非受光面との間に位置し且つ互いに同一面にない第１側部および第２側部を有する太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの前記第１側部を保持している第１保持部材と、前記太陽電池パネルの前記第２側部を保持している第２保持部材と、前記非受光面側において前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に架設されている長尺状の補強部材と、前記非受光面と前記補強部材との間に配置された接着剤とを備えており、該補強部材は、前記太陽電池パネルの前記非受光面を支持する支持部を有し、該支持部は、前記非受光面に平行な水平部と、該水平部の端部側に位置し且つ前記水平部から離間するにつれて前記非受光面から離間するように傾斜している傾斜部とを有し、前記接着剤を介して前記非受光面を支持しており、前記接着剤は、前記水平部と前記非受光面との間に充填されている。
上述の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールに正圧荷重が加わったときに、補強部材の水平部で圧縮方向の応力を分散して支持することができるとともに、水平部の端部側に位置する傾斜部によって、せん断応力を低減することができる。そのため、簡易な構造で耐荷重に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を参照しつつ説明する。なお、太陽電池モジュールを構成する同一名称の部材については同一符号を付すものとする。また、図面は模式的に示したものであり、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は必ずしも正確に示したものではない。
＜第１実施形態＞
図１乃至図３を用いて、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０１について説明する。
図１乃至図３を用いて、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０１について説明する。
図１（ａ），（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール１０１は、基本的には、例えば平面視して矩形状の太陽電池パネル２、太陽電池パネル２の周縁部を保持する保持部材３および補強部材４を備えるものである。保持部材３は、例えば、太陽電池パネル２の互いにほぼ平行な一対の側部２ｃ（第１側部２ｃ１，第２側部２ｃ２）を保持する第１保持部３１，第２保持部材３２、および、太陽電池パネル２の互いにほぼ平行なもう一対の側部を保持する第３保持部材３３，第４保持部材３４からなる。なお、太陽電池モジュール１０１は、太陽電池パネル２の受光面２ａの裏面に相当する非受光面２ｂに、太陽電池パネル２の出力を取り出すための端子ボックス１０をさらに備えていてもよい。
このように、太陽電池モジュール１０１は、受光面２ａおよび非受光面２ｂ、ならびに受光面２ａと非受光面２ｂとの間に位置し且つ互いに同一面にない第１側部２ｃ１および第２側部２ｃ２を有する太陽電池パネル２と、太陽電池パネル２の第１側部２ｃ１を保持している第１保持部材３１と、太陽電池パネル２の第２側部２ｃ２を保持している第２保持部材３２と、非受光面２ｂ側において第１保持部材３１と第２保持部材３２との間に架設されている長尺状の補強部材４とを備えている。
ここで、補強部材４は、図１（ｂ），（ｄ）に示すように、太陽電池パネル２の非受光面２ｂを支持する支持部４ａを有しており、該支持部４ａは、非受光面２ｂに平行な水平部４ｂと、水平部４ｂの端部側に位置し且つ水平部４ｂから離間するにつれて非受光面２ｂから離間するように傾斜している傾斜部４ｃとを有している。また、補強部材４の長手方向における一端は第１保持部材３１の取付部３ａに連結されて、他端は第２保持部材３２の取付部３ａに連結されている。
次に、太陽電池モジュール１０１を構成する各部材について詳細に説明する。
太陽電池パネル２は、例えば図２に示すように、受光面２ａ側から順に、透光性基板５、受光面２ａ側の第１充填材６１、複数の太陽電池素子８、非受光面２ｂ側の第２充填材６２、裏面保護フィルム９および端子ボックス１０を備える。なお、第１充填材６１と第２充填材６２とで太陽電池素子８等を封止する充填材６を構成する。
透光性基板５は、太陽電池モジュール１０１の基板として機能し、例えば、ガラスまたはポリカーボネート樹脂などの光透過率の高い材料からなる。充填材６は、太陽電池素子８を封止する機能を有し、例えば熱硬化性樹脂からなる。複数の太陽電池素子８は、充填材６に周囲を保護されてインナーリード７で電気的に接続されている。裏面保護フィルム９は、太陽電池パネル２の非受光面２ｂ側を保護する機能を有し、例えば、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、または、これらの２種以上を積層した樹脂からなる。端子ボックス１０は、裏面保護フィルム９に接着されて、太陽電池パネル２の出力を外部に取り出す機能を有している。
また、太陽電池パネル２の受光面２ａ（透光性基板５の一主面）は、主として受光する面である。受光面２ａの裏面に相当する非受光面２ｂ（裏面保護フィルム９の一主面）は、全く受光しないわけではなく、例えば、裏面保護フィルム９、および太陽電池素子８と裏面保護フィルム９との間に位置する充填材６を透光性材料で形成することによって、非受光面２ｂ側から入射される光の一部を受けるような形態であってもよい。
太陽電池素子８は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる平板状の部材が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード７で隣接するシリコン基板同士が電気的に接続されている。
なお、太陽電池素子８として、例えば薄膜太陽電池を用いてもよく、結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。また、太陽電池素子８として、シリコン系以外の太陽電池を用いてもよく、例えば、カルコパイライト系（例えば、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）、ＣＩＳＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２およびＣＩＳ（ＣｕＩｎＳ２）などを含む）太陽電池またはＣｄＴｅ太陽電池等の種々の材料の太陽電池を用いることができる。本実施形態を含め以下の実施形態では、太陽電池素子８として多結晶シリコン基板を用いた形態について説明する。
図１（ｃ）に示すように、第１保持部材３１および第２保持部材３２は、太陽電池パネル２の側部に配置されており、太陽電池パネル２の側部を保持する機能を有する。具体的には、第１保持部材３１は太陽電池パネル２の第１側部２ｃ１を保持しており、第２保持部材３２は太陽電池パネル２の第２速部２ｃ２を保持している。
この一対の保持部材３は、太陽電池パネル２が嵌合される嵌合部３ｂと、太陽電池パネル２の主面に対してほぼ垂直な壁部３ｃと、該壁部３ｃから保持部材３で囲まれる空間に向けて、太陽電池パネル２の非受光面２ｂ側および補強部材４の両端部の一部を覆うように突出した板状の部分である取付部３ａを有する。なお、図１（ｃ）は、第1保持部材３１と太陽電池パネル２の第1側部２ｃ１の連結状態を示しているが、第２保持部材３２と太陽電池パネル２の第２側部２ｃ２の連結状態も同様である。
保持部材３は、例えば、アルミニウムを押し出し成形したり、鋼板をロール成形したりするなどの方法によって製造することができる。
なお、本実施形態において、保持部材３は、太陽電池パネル２の全周の側部を保持するような枠状体であるが、これに限らない。保持部材３は、太陽電池パネル２を保持できれば、少なくとも太陽電池パネル２の互いに同一面にない一対の側部を保持する一対の棒状体であってもよい。
補強部材４の支持部４ｂと太陽電池パネル２の非受光面２ｂとの間に介在させる接着剤１２としては、例えば、シリコン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤またはエポキシ樹脂系接着剤等を用いることができる。
補強部材４は、太陽電池パネル２に対する耐荷重性能を高める機能を有する。この補強部材４は、図１（ａ），（ｃ），（ｄ）に示すように長尺状であり、太陽電池パネル２の非受光面２ｂ側において、第１保持部材３１と第２保持部材３２との間に架設されている。
そして補強部材４は、図１（ｂ）に示すように、平板状の支持部４ａ、垂直部４ｄおよびフランジ部４ｅを有しており、これらの部分を例えば略Ｈ字型に連結した断面形状を有する。支持部４ａは、太陽電池パネル２の非受光面２ｂを保持する部分であり、フランジ部４ｅは保持部材３と結合する部分であり、垂直部４ｄは支持部４ａとフランジ部４ｅとを連結する部分である。
また支持部４ａは、非受光面２ｂに平行な水平部４ｂと、水平部４ｂの端部側に位置し且つ水平部４ｂから離間するにつれて非受光面２ｂから離間するように傾斜する傾斜部４ｃとを有する。具体的には、図１（ｂ），（ｄ）に示すように、水平部４ｂは板状で平坦であり、傾斜部４ｃは水平部４ｂの両側に水平部４ｂからなだらかに連続的に配置されている。このような、水平部４ｂと傾斜部４ｃとが連結する部分の、太陽電池パネル２と当接する側の主面は、太陽電池パネル２に加わるせん断力をより低減する観点から、なだらかな湾曲面とすることができる。
このような補強部材４は、例えば、アルミニウムの押し出し成形によって、または鋼板のロール成形等によって製造することができる。ここで、補強部材４の断面形状は、支持部４ａの形状が上記形状である限り、例えば、Ｉ字型、Ｈ字型、Ｔ字型またはＬ字型など、用途に合わせて適宜選択するとよい。
そして補強部材４は、図１（ｃ）に示すように、その長手方向の両端を保持部材３の取付部３aにネジ１１などで固定される。このとき、本実施形態においては、補強部材４は接着剤１２によって太陽電池パネル２の非受光面２ｂに接着されて固定される。より詳細には、補強部材４の水平部４ｂと非受光面２ｂとの間および傾斜部４ｃと非受光面２ｂとの間が、接着剤１２で充填されて、補強部材４は太陽電池パネル２に固定される。
これにより、太陽電池モジュール１０１（特に太陽電池パネル２）に対して正圧荷重が加わったときにも、補強部材４の水平部４ｂで正圧方向の圧縮応力を分散しつつ、太陽電池パネル２を補強部材４で好適に支持することができる。また図１（ｂ）に示すように、傾斜部４ｃの端部（補強部材４の短手方向における端部）に向かうにつれて、接着剤１２の厚みが大きくなる。このことから、補強部材４の外縁部に向かうにつれて接着剤１２がより小さい力で圧縮方向の変形が生じやすくなり、補強部材４の外縁部が太陽電池パネル２に加えるせん断応力を低減することができる。
さらに、図３に示すように、太陽電池パネル２に大きな正圧荷重が加わったときに、太陽電池パネル２は保持部材３と補強部材４との間で非受光面２ｂ方向に凸に撓む。このとき、補強部材４が上記構成を有することによって、傾斜部４ｃが正圧荷重によって湾曲した太陽電池パネル２に沿いつつ支持することができることから、せん断応力を好適に緩和することができる。
また、補強部材４は、傾斜部４ｃにおいて端部（補強部材４の短手方向における端部）に向かうにつれて太陽電池パネル２の裏面から徐々に離間する形状である。このことから、図４に示すように、補強部材４に接着剤１２を塗布して接着するときに、傾斜部４ｃと非受光面２ｂとで形成される空間が広く、該空間が接着剤１２が補強部材４からはみ出さないようにする空間として働く。これにより、補強部材４の外縁部から接着剤１２がはみ出さないようにして外観に優れた太陽電池モジュール１０１とすることができる。
なお、上記の「補強部材４の短手方向」とは、例えば、補強部材４の長手方向に対して垂直な方向である。
また、本実施形態におけるように、傾斜部４ｃは、水平部４ｂに対して垂直ではなく、上述のように傾斜している。このような形態により、支持部４ａは、短手方向において角部を有しない形状であるため、該角部によって生じる太陽電池モジュールへの強い曲げ応力やせん断応力を低減することができる。
さらに、本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、補強部材４の短手方向において、接着剤１２の端部は水平部４ｂの端部よりも外方に位置しており、傾斜部４ｃの端部よりも内方に位置している。このような構成によって、接着剤１２の端部が紫外線による劣化が生じにくく、接着剤１２と裏面補強部材１５との接着強度が高まる。その結果、接着剤１２と裏面補強部材１５との剥離が低減できて、耐荷重性能に優れた太陽電池モジュールとすることができる。
なお、補強部材４は、接着剤１２以外の部材によって太陽電池パネル２の非受光面２ｂに接着されていてもよい。このような構成によっても、上述したように、水平部４ｂによって正圧方向の圧縮応力を分散するとともに、傾斜部４ｃにとってせん断応力の低減が図れる。補強部材４と非受光面２ｂとの間に配置される接着剤１２以外の部材としては、例えば、シール付のウレタンフォームまたはＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Monomer）などの発泡材などを用いることができる。
また、本実施形態においては、接着剤１２の配置は、補強部材４の水平部４ｂと非受光面２ｂの間および傾斜部４ｃと非受光面２ｂの間に充填されている形態であるが、これに限らない。例えば、接着剤１２は、水平部４ｂと非受光面２ｂとの間にのみ配置されていてもよい。このような形態によれば、接着剤１２で接着される水平部４ｂの外方に傾斜部４ｃがあるため、補強部材４の断面係数が増加し、耐荷重性能の向上が図れる。
なお、本実施形態においては、傾斜部４ｃは、平坦な板状である形態を例示したが、これに限らない。例えば、傾斜部４ｃは湾曲した曲面を有する板状であってもよい。このような形態では、太陽電池モジュール１０１が非常に厳しい環境下に設置される場合など、太陽電池パネル２に非常に大きな正圧荷重が負荷されて太陽電池パネル２が大きく湾曲したときに、局所的に荷重が負荷されることを低減することができる。
また、本実施形態は、傾斜部４ｃが、支持部４ａのうち、補強部材４の短手方向における端部に設けられた形態を示すが、支持部４ａは、傾斜部４ｃよりも外方に他の板状の部分を有していてもよい。これにより、断面係数が向上する。
＜第２実施形態＞
次に、図５を用いて、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１０２について説明する。
次に、図５を用いて、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１０２について説明する。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０２においては、補強部材４の形状が、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０１と異なる。具体的には、図５に示すように、補強部材４は水平部４ｂと傾斜部４ｃとを連結する連結部４ｆをさらに有している。そして、この連結部４ｆの厚みが水平部４ｂの厚みよりも小さく、傾斜部４ｃの厚みよりも小さい。すなわち、補強部材４において、水平部４ｂと傾斜部４ｃの連結部分で薄くして撓みやすくした点で第１実施形態と相違する。
このような形態は、例えば、図５に示すように、補強部材４に、水平部４ｂと傾斜部４ｃの連結部分の非受光面２側を切り欠いて薄板化した部分（連結部４ｆ）を設けるとよい。これにより、補強部材４の水平部４ｂと傾斜部４ｃの連結部分での撓みが生じやすくなる。このことから、太陽電池モジュール１０２に高い正圧荷重が加わったときに、支持部４ａが傾斜部４ｃから先の部分で撓むことで、せん断応力を緩和して透光性基板５および太陽電池素子８のクラックの発生を抑制して、太陽電池素子８とインナーリード７との間の剥離を低減することができる。
なお、このような薄板化した連結部４ｆを有する補強部材４構造は、切り欠きを設けて形成される構造に限られるものではない。このような連結部４ｆは、補強部材４をアルミニウムの押出し成型、または押出し成型後の加工等によって製造することができる。
また、図５に示すように、連結部４ｆを有する本実施形態では、接着剤１２は連結部４ｆと非受光面２ｂとの間にも配置させてもよい。これにより、支持部４ａを撓みやすくするとともに、接着剤１２によるせん断応力の低減が図れる。
なお、本実施形態のように、連結部４ｆは、非受光面２ｂに向かって凸状に湾曲しているとともに、水平部４ｂと傾斜部４ｃとを連続的に連結している。すなわち、図４に示すように、連結部４ｆの非受光面２ｂに対向する主面は曲面であり、該主面は、水平部４ｂの非受光面２ｂに対向する主面と、傾斜部４ｃの非受光面２ｂに対向する主面とを連続的に接続している。このような形態によって、太陽電池パネル２に加わるせん断力を低減する効果がより高まる。
＜第３実施形態＞
次に、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュール１０３について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０３は、補強部材４の形状において、第１実施形態と相違する。
次に、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュール１０３について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０３は、補強部材４の形状において、第１実施形態と相違する。
具体的には、図６に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０３においては、傾斜部４ｃの厚みは水平部４ｂの厚みよりも小さい。なお、このような形態も、第２実施形態と同様に、水平部４ｂと傾斜部４ｃとの連結部分が薄板化されているともいえる。すなわち、本実施形態においては、水平部４ｂと傾斜部４ｃとの連結部分から先で、支持部４ａの板厚が薄くなる形状を有している。
このような形態においても、第２実施形態と同様、補強部材４の水平部４ｂと傾斜部４ｃの連結部分での撓みが生じやすくなる。このことから、支持部４ａが傾斜部４ｃから先の部分で撓むことで、せん断応力を緩和して透光性基板５および太陽電池素子８のクラックを抑制して、太陽電池素子８とインナーリード７との間の剥離を低減することができるといった効果を奏する。
さらに、本実施形態では、上記効果に加えて、補強部材４の長手方向における断面形状において、局所的に厚みの薄い部分がないため、補強部材４そのものへの応力集中に伴う強度の低下を低減することができる。
＜第４実施形態＞
次に、図７を用いて、本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュール１０４について説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０４は、補強部材４の長手方向の両端側に、各々位置する第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２を設けた点で第１実施形態と相違する。
次に、図７を用いて、本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュール１０４について説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０４は、補強部材４の長手方向の両端側に、各々位置する第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２を設けた点で第１実施形態と相違する。
具体的には、支持部４ａは、補強部材４の長手方向の両端側に、各々第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２を有している。そして、この第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２は、両端に近づくにつれて非受光面２ｂから離間するように傾斜している。すなわち、第１端部４ｉ１を例に説明すると、図７（ｂ）に示すように、第１端部４ｉ１は、第１保持部材３１に近づくにつれて、非受光面２ｂから離間するように傾斜している。
このような第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２は、水平部４ｂを長手方向に延伸して非受光面２ｂ方向に曲げることによって形成することができる。
このような形態により、補強部材４の長手方向の両端でもせん断応力を低減して太陽電池モジュール１０４の耐荷重性能を高めることができる。
なお、このような形態においては、図７（ｂ）に示すように、補強部材４と保持部材３との連結状態は、第１端部４ｉ１の長手方向における端部が、嵌合部３ｂを一部覆うように配置されていてもよい。そして、第１端部４ｉ１と非受光面２ｂとの間にも接着剤１２が充填されて、補強部材４と保持部材３とが連結されている。
また、本実施形態においては、図７（ａ）に示すように、傾斜部４ｃの太陽電池パネル２の非受光面２ｂ（または水平部４ｂの水平面）に対する傾斜角度αは、第１端部４ｉ１および第２端部４ｉ２の太陽電池パネル２の非受光面２ｂ（または水平部４ｂの水平面）に対する傾斜角度βよりも大きくてもよい。太陽電池パネル２は、補強部材４の短手方向の端部は、図７（ｂ）に示すように保持部材３に近接している。すなわち、補強部材４の短手方向の端部は、太陽電池パネル２と保持部材３と嵌合する部分の近傍であるため、第１端部４ｉ１の傾斜角度βは小さくすることができる。したがって、傾斜角度αおよびβが上記関係を有する場合、第１端部４ｉ１側における接着剤１２のはみ出しを抑制しつつ、補強部材４の長手方向に沿う撓みに沿って支持することができる。
なお、傾斜角度αおよび傾斜角度βは、上述したように水平部４ｂの水平面に対する各部の傾斜角度とすることができる。第１端部４ｉ１の傾斜角度β１および第２端部４ｉ２の傾斜角度β２は、同じであっても異なっていてもよいが、製造の容易性や補強部材４の剛性の観点から、傾斜角度β１および傾斜角度β２は同じとすることができる。
＜第５実施形態＞
次に、図８を用いて、本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュール１０５について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０５は、保持部材３と補強部材４との係合構造において、第１実施形態と相違する。
次に、図８を用いて、本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュール１０５について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０５は、保持部材３と補強部材４との係合構造において、第１実施形態と相違する。
具体的には、図８に示すように保持部材３に係合孔３ｄを設け、この係合孔３ｄに、補強部材４のフランジ部４ｅに設けられた係合突起４ｇを挿入することで、保持部材３と補強部材４とが係合する。すなわち、補強部材４はフランジ部４ｅを有する。フランジ部４ｅは、第１保持部材３１と連結する第１フランジ部４ｅ１と、第２保持部材３２と連結する第２フランジ部４ｅ２とを有しており、第１フランジ部４ｅ１および第２フランジ部４ｅ２は、各々係合突起４ｇを有している。そして、第１フランジ部４ｅ１および第２フランジ部４ｅ２の係合突起４ｇは、第１保持部材３１および第２保持部材３２に設けられた係合孔３ｄと各々係合する。なお、図８は、第１保持部材３１と第１フランジ部４ｅ１との連結の状態を示しているが、第２保持部材３２（不図示）と第２フランジ部４ｅ２（不図示）との連結の状態も同様である。
このように、係合突起４ｇが係合孔３ｄと嵌合することで、補強部材４の取り付け強度を高めることができる。また係合突起４ｇと係合孔３ｄの位置関係から、支持部４ａと太陽電池パネル２の非受光面２ｂとの距離を規定することができる。これにより、接着剤１２を所望の厚みに管理することができる。このような太陽電池モジュールを組み立てる場合には、先に補強部材４を太陽電池パネル２に接着してから、保持部材３を太陽電池パネル２に取り付けるとよい。これにより、太陽電池モジュールの耐荷重性能を高めることができる。
＜第６実施形態＞
次に、図９を用いて、本発明の第６実施形態に係る太陽電池モジュール１０６について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０６は図８に示すように補強部材４の支持部４ａの非受光面２ｂ側に補強突起４ｈを設けた点で第１実施形態と相違する。
次に、図９を用いて、本発明の第６実施形態に係る太陽電池モジュール１０６について説明する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１０６は図８に示すように補強部材４の支持部４ａの非受光面２ｂ側に補強突起４ｈを設けた点で第１実施形態と相違する。
すなわち、本実施形態においては、支持部４ａは、水平部４ｂからまたは傾斜部４ｃから、非受光面２ｂから遠ざかる方向に向って伸びる補強突起４ｈを有している。このような補強突起４ｈを設けたことによって、補強部材４が長手方向に対して撓むのを低減することができる。これにより、太陽電池モジュール１０６の耐荷重性能をさらに高めることができる。
本実施形態においては、補強突起４ｈは、非受光面２ｂに対して垂直な方向に沿って設けられており、このような補強突起４ｈを、支持部４ａは４つ有している。このように補強突起４ｈが、非受光面４ｂに対して垂直に伸びることで、補強部材４の長手方向に対する撓みを低減する効果が高まる。補強突起４ｈの数は、補強部材４の形状，材質に応じて適宜選択すればよい。また、補強突起４ｈを設ける部分も、水平部４ｂのみであっても傾斜部４ｃのみであってもよい。
＜第７実施形態＞
次に、図１０を用いて、本発明の第７実施形態に係る太陽電池モジュール１０７について説明する。図１０に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０７は、補強部材４の水平部４ｂに貫通孔４ｊを設けた点で第１実施形態と相違する。
次に、図１０を用いて、本発明の第７実施形態に係る太陽電池モジュール１０７について説明する。図１０に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０７は、補強部材４の水平部４ｂに貫通孔４ｊを設けた点で第１実施形態と相違する。
具体的には、図１０に示すように、支持部４ａは、非受光面２ｂに対して略垂直に伸びる貫通孔４ｊを有している。このような形態では、このような貫通孔４ｊを有する補強部材４の支持部４ａと太陽電池パネル２の非受光面２ｂ（裏面保護フィルム９）とを間隙を空けて配置し、保持部材３と補強部材４とをネジ１１で固定する。その後、支持部４ａの貫通孔４ｊから接着剤１２を注入することによって、補強部材４の支持部４ａと裏面保護フィルム９とを接着することができる。なお、この場合には、支持部材４ａと裏面保護フィルム９との間隙を、最適な厚みの接着剤層を形成できるような間隙にするとよい。このように貫通孔４ｊから接着剤１２を注入することによって、接着剤１２の少なくとも一部は、貫通孔４ｊ内に位置する。
本実施形態では、このような貫通孔４ｊを設けることによって、補強部材４と太陽電池パネル２の非受光面２ｂに相当する裏面保護フィルム９との間隙に接着剤１２を容易に配することができるようになる。これにより、太陽電池モジュールの組み立てにおける作業効率の向上が図れる。
また、本実施形態では、貫通孔４ｊから接着剤１２を注入するのに伴って、接着剤１２は傾斜部４ｃ側に沿って広がる際に、傾斜部４ｃと非受光面２ｂとの間隙は、外方に向かうにつれて徐々に広がる構成である。このことから、接着剤１２がその間隙に溜まりやすく、接着剤１２が補強部材４からはみ出すのを低減することができる。
なお、本実施形態においては、貫通孔４ｊは、支持部４ａのうち水平部４ｂに設けられているが、これに限らない。貫通孔４ｊは、接着剤１２が注入できるように設けられていればよく、例えば傾斜部４ｃに設けてもよい。
＜第８実施形態＞
次に、図１１を用いて、本発明の第８実施形態に係る太陽電池モジュール１０８について説明する。図１１に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０８は補強部材４の支持部４ａにアーチ部４ｋを設けて、アーチ部４ｋに貫通孔４ｊを設けた点で第１実施形態と相違する。
次に、図１１を用いて、本発明の第８実施形態に係る太陽電池モジュール１０８について説明する。図１１に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０８は補強部材４の支持部４ａにアーチ部４ｋを設けて、アーチ部４ｋに貫通孔４ｊを設けた点で第１実施形態と相違する。
具体的には、図１１に示すように、本実施形態においては、支持部４ａは、補強部材４の短手方向において中央から順に、アーチ部４ｋと、水平部４ｂと、傾斜部４ｃとを有している。そして、アーチ部４ｋに貫通孔４ｊが設けられている。アーチ部４ｋは、非受光面２ｂに対して凹状に湾曲した形状であり、水平部４ｂは、その一端においてアーチ部４ｋと連結しており、他端において傾斜部４ｃと連結している。
このような形態では、第７実施形態で説明したように、貫通孔４ｊから接着剤１２が注入される。このとき、貫通孔４ｊから注入した硬化前の接着剤１２は粘性を有することから、狭い隙間から広い隙間の方に流れ込みやすい。本実施形態では、上述したように、支持部４ａがアーチ部４ｋを有することで、アーチ部４ｋの内側、すなわちアーチ部４ｋと非受光面２ｂとの間に、広い接着剤１２の通路が形成される。そのため、貫通孔４ｊから注入された接着剤１２は、この通路に沿って、まず補強部材４の長手方向に優先して広がる。次に、接着剤１２は、補強部材４の短手方向に広がることとなる。このようにして広がった接着剤１２は、支持部４ａと非受光面２ｂの間隙を充填して、支持部４ａと非受光面２ｂとを接着する。これにより、貫通孔４ｊから遠い位置まで、接着剤１２をスムーズに注入することができる。その結果、本実施形態においては、貫通孔４ｊの数を低減することもできるため、接着剤１２を注入する作業の効率化が図れる。
また貫通孔４ｊから接着剤１２を注入するのに伴って、接着剤１２は傾斜部４ｃ側に、すなわち、補強部材４の短手方向に沿っても広がるが、本実施形態においては、上述した実施形態と同様、補強部材４の短手方向において外方に向かうにつれて、傾斜部４ｃと非受光面２ｂとの間隙は徐々に広がる構成である。このことから、接着剤１２がその間隙に溜まりやすく、接着剤１２が補強部材４からはみ出すのを低減する効果も奏することができる。
さらに、本実施形態では、図１１に示すように、アーチ部４ｋは、支持部４ａのうち、補強部材４の短手方向における中央部分に位置している。このような形態によれば、接着剤１２をより一層スムーズに注入することができるため、注入作業の効率化がさらに図れる。
なお、ここでいう支持部４ａのうち短手方向における中央部分とは、例えば、次のように定義してもよい。すなわち、支持部４ａの短手方向における寸法をＬ４ａとした場合、前記中央部分は、支持部４ａの短手方向における中間点を中心として、Ｌ４ａ／２の領域としてもよい。
＜第９実施形態＞
次に、図１２を用いて、本発明の第９実施形態に係る太陽電池モジュール１０９について説明する。図１２に示すように、太陽電池モジュール１０９は、補強部材４の傾斜部４ｃの外縁部に、非受光面２ｂに近づくように伸びる補強突起４ｈを設けた点で第６実施形態と相違する。
次に、図１２を用いて、本発明の第９実施形態に係る太陽電池モジュール１０９について説明する。図１２に示すように、太陽電池モジュール１０９は、補強部材４の傾斜部４ｃの外縁部に、非受光面２ｂに近づくように伸びる補強突起４ｈを設けた点で第６実施形態と相違する。
具体的には、支持部４ａは、傾斜部４ｃから非受光面２ｂに近づくように伸びる補強突起４ｈを有している。本実施形態において、補強突起４ｈは、傾斜部４ｃに対して略垂直な方向に伸びている。
本実施形態では、このような補強突起４ｈを設けたことによって、接着剤１２に入射しようとする紫外線から接着剤１２を保護して、接着剤１２の紫外線劣化を低減することができる。そのため、接着剤１２が端部から剥離するのを低減することができる。さらに、このような形態では、補強部材４の断面係数も高まるため撓みにくく、太陽電池モジュール１０９の強度を高めることもできる。
なお、このような形態においても、支持部４ａが補強突起４ｈを有することによって、第６実施形態と同様、補強部材４の長手方向における撓みを低減する効果も奏することができる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。例えば、本発明の他の実施形態は、上述した実施形態の如何なる組合せであってもよい。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。例えば、本発明の他の実施形態は、上述した実施形態の如何なる組合せであってもよい。
例えば補強部材４の場合、図１３（ａ）に示すように、第１実施形態の太陽電池モジュール１０１等において、補強部材４の長手方向に沿った傾斜部４ｃの両端部に水平端部４ｇを設けたり、この両端部に鋭角状の角部を形成するなど種々の変更が可能である。
また、図１３（ｂ）に示すように、補強部材４の長手方向の中央部にビス（不図示）おおよびビス固定用のビスホール４ｈを設けてもよく、補強部材４に荷重が加わった場合に、太陽電池パネル２を堅固に支持することができる。
また、図１３（ｃ）に示すように、補強部材４の長手方向の中心部と支持部と壁部との間に補強棒４ｉを設けるようにしてもよい。これにより、トラスト構造を形成することができ、補強部材４の断面係数を向上させて、補強部材４に過度な荷重が加わっても、太陽電池パネル２を堅固に支持することができる。
また、本発明を適用できる太陽電池モジュールとしては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造のものに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造またはサブストレート構造などの種々の構造のものに適用可能である。
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９：太陽電池モジュール
２：太陽電池パネル
２ａ：受光面
２ｂ：非受光面
２ｃ：側部
２ｃ１：第１側部
２ｃ２：第２側部
３：保持部材
３１：第１保持部材
３２：第２保持部材
３ａ：取付部
３ｂ：嵌合部
３ｃ：壁部
３ｄ：係合孔
４：補強部材
４ａ：支持部
４ｂ：水平部
４ｃ：傾斜部
４ｄ：垂直部
４ｅ：フランジ部
４ｅ１：第１フランジ部
４ｅ２：第２フランジ部
４ｆ：連結部
４ｇ：係合突起
４ｈ：補強突起
４ｉ１：第１端部
４ｉ２：第２端部
４ｊ：貫通孔
４ｋ：アーチ部
５：透光性基板
６：充填材
６１：第１充填材
６２：第２充填材
７：インナーリード
８：太陽電池素子
９：裏面保護フィルム
１０：端子ボックス
１１：ネジ
１２：接着剤
２：太陽電池パネル
２ａ：受光面
２ｂ：非受光面
２ｃ：側部
２ｃ１：第１側部
２ｃ２：第２側部
３：保持部材
３１：第１保持部材
３２：第２保持部材
３ａ：取付部
３ｂ：嵌合部
３ｃ：壁部
３ｄ：係合孔
４：補強部材
４ａ：支持部
４ｂ：水平部
４ｃ：傾斜部
４ｄ：垂直部
４ｅ：フランジ部
４ｅ１：第１フランジ部
４ｅ２：第２フランジ部
４ｆ：連結部
４ｇ：係合突起
４ｈ：補強突起
４ｉ１：第１端部
４ｉ２：第２端部
４ｊ：貫通孔
４ｋ：アーチ部
５：透光性基板
６：充填材
６１：第１充填材
６２：第２充填材
７：インナーリード
８：太陽電池素子
９：裏面保護フィルム
１０：端子ボックス
１１：ネジ
１２：接着剤
Claims (11)
- 受光面および該受光面の裏面に相当する非受光面、ならびに前記受光面と前記非受光面との間に位置し且つ互いに同一面にない第１側部および第２側部を有する太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの前記第１側部を保持している第１保持部材と、
前記太陽電池パネルの前記第２側部を保持している第２保持部材と、
前記非受光面側において前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に架設されている長尺状の補強部材と、
前記非受光面と前記補強部材との間に配置された接着剤とを備えており、
該補強部材は、前記太陽電池パネルの前記非受光面を支持する支持部を有し、
該支持部は、前記非受光面に平行な水平部と、該水平部の端部側に位置し且つ前記水平部から離間するにつれて前記非受光面から離間するように傾斜している傾斜部とを有し、前記接着剤を介して前記非受光面を支持しており、
前記接着剤は、前記水平部と前記非受光面との間に充填されている、太陽電池モジュール。 - 前記支持部は、前記水平部と前記傾斜部とを連結する連結部をさらに有しており、
前記接着剤は、前記連結部と前記非受光面との間にも充填されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記連結部は、前記非受光面に向かって凸状に湾曲しているとともに、前記水平部と前記傾斜部とを連続的に連結する、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
- 前記接着剤は、前記傾斜部と前記非受光面との間にも充填されている、請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。
- 前記補強部材の長手方向に垂直な方向において、前記傾斜部の端部は、前記接着剤の端部よりも外方に位置している、請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 前記支持部は、前記水平部と前記傾斜部とを連結する連結部をさらに有しており、
該連結部の厚みは、前記水平部の厚みよりも小さい、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記連結部の厚みは、前記傾斜部の厚みよりも小さい、請求項６に記載の太陽電池モジ
ュール。 - 前記傾斜部の厚みは、前記水平部の厚みよりも小さい、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 前記支持部は、前記補強部材の長手方向における両端側に各々位置する第１端部および第２端部をさらに有しており、
前記第１端部および前記第２端部は、前記両端に近づくにつれて前記非受光面から離間するように傾斜している、請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 - 前記傾斜部の前記非受光面に対する傾斜角度は、前記第１端部および前記第２端部の各々における前記非受光面に対する傾斜角度よりも大きい、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
- 前記補強部材は、前記第１保持部材および前記第２保持部材と各々結合する第１フランジ部および第２フランジ部をさらに有しており、
前記第１フランジ部および前記第２フランジ部は、前記第１保持部材および前記第２保持部材に設けられた孔と各々係合する、請求項１乃至１０のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
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