JP5590898B2 - 太陽電池モジュール及び太陽電池システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池セルを複数並べて成る太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有する太陽電池モジュール及び太陽電池システムに関するものである。

従来、受光面側に透明基板（ガラス）を配置し、この透明基板の裏面側に直列に接続された複数の太陽電池セルを並べて配置し、これら複数の太陽電池セルを封止樹脂にて封止して太陽電池パネルを構成する方法が知られている。また、このような太陽電池パネルにおいては、一般にパネルの周縁部の保護及び強度確保の目的で、パネルの周縁部を全周にわたって枠部材で囲むことが行われる。透明基板とフレームによって所定の強度が確保される。

このような構造の太陽電池モジュールの例えば屋根への取り付けにおいては、一般的に太陽電池モジュールの枠部材下面に設けられた取付穴を用いてボルトで架台に固定する方法により行われる。しかし、太陽電池モジュールの裏側からの固定となるため作業性には課題があった。そのため、例えば特許文献１に開示された太陽電池モジュールのように、上面側から固定することのできる固定金具で架台に固定する方式も提案されている。

特開平１０−１７６４０３号公報

旧来、太陽電池モジュールを固定金具で架台に固定する場合、太陽電池モジュールの外郭部には、枠部材に沿う方向に固定金具の位置を規定する構造は特に設けられておらず、特許文献１に開示された太陽電池モジュールのように、固定金具を用いて枠部材の上面からの挟み込みで固定する。そのため、固定位置は任意となり、固定位置からの太陽電池モジュールの片持ち長さが不定となるため、設置強度が十分に確保されない状態での固定されてしまうといった課題や、太陽電池モジュールが固定金具と枠部材との摩擦力で保持されているため、万一固定金具が緩むと太陽電池モジュールの落下等の危険性があることから、固定金具は太陽電池モジュールを取り付ける屋根等の傾斜に対して垂直方向に固定するよう限定され、ひいては架台のコストを増加させるといった課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固定金具の位置を限定することで最適に設計された強度を確保することができ、更に固定金具の固定方向を限定しない太陽電池モジュール及び太陽電池システム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、本発明にかかる太陽電池モジュールは、複数並べられた太陽電池セルが封止されて成る太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有し、枠部材には、太陽電池モジュールを架台に固定するための固定金具が係合し、固定金具の枠部材の長手方向の移動を規制する係合部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明にかかる太陽電池モジュールは、複数並べられた太陽電池セルが封止されて成る太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有し、枠部材は、太陽電池パネルの外縁部を保持する縁保持部と、縁保持部の背面から外方向に張り出した突出部とを有し、突出部の一部に、枠部材を架台に固定するための固定金具が係合するための切欠部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明にかかる太陽電池システムは、複数並べられた太陽電池セルが封止され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枠部材とを有し、所定の方向に複数枚併設される太陽電池モジュールと、併設方向に隣接する第１の太陽電池モジュール及び第２の太陽電池モジュール間に挟まれて両太陽電池モジュールを架台に固定する固定金具とを備えた太陽電池システムであり、枠部材には、固定金具が係合し、固定金具の枠部材の長手方向の移動を規制する係合部が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、枠部材のあらかじめ設計された位置に固定金具を係合させ、さらにこの係合位置からの移動を規制する。そのため、固定金具による固定位置が限定され、所望の強度を確保することができ、さらに、固定金具は係合位置からの移動を規制されるので、屋根等の傾斜方向に平行な太陽電池モジュールの枠部材に固定金具を配置しても、太陽電池モジュールの脱落を防止することができる。

図１は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態１の斜視図である。 図２は、太陽電池モジュールの正面図である。 図３は、太陽電池モジュールを固定金具などにより住宅やビルなどの建物の架台に取り付けた太陽電池システムを上方から見た図である。 図４は、枠部材の断面形状を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面を含む斜視図である。 図５は、隣接する太陽電池モジュール間の枠部材を示す図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を含む断面図である。 図６は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態２の切欠部の拡大図である。 図７は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態３の切欠部の拡大図である。 図８は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態４の枠部材の断面形状を示す断面を含む斜視図である。 図９は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態５の枠部材の断面形状を示す断面を含む斜視図である。

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の実施の形態１の斜視図であり、太陽電池パネルに枠部材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および図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を併設して樹脂封止し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枠部材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或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。

枠部材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。枠部材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を補強している。

図３は、太陽電池モジュールを固定金具などにより住宅やビルなどの建物の架台に取り付けた太陽電池システムを上方から見た図である。図３において、枠部材１０は、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架台９０に固定金具３０を用いて取り付けられるようにする。太陽電池システムは、所定の方向に複数枚併設される太陽電池モジュール８０と、併設方向に隣接する第１の太陽電池モジュール８０及び第２の太陽電池モジュール８０間に挟まれて両太陽電池モジュール８０，８０を架台９０に固定する固定金具３０とを含んで構成されている。太陽電池モジュール８０は一般的に長方形を成し縦横で長さが異なるため、屋根や架台形状に合わせて縦置きや横置きにして設置される。本実施の形態においては、屋根面流れ方向（傾斜方向：図３中Ｘ方向）に延びる架台９０に対して、太陽電池モジュール８０は、切欠部１８のある枠部材１０が屋根面流れ方向に対して直交するように設置されている。

図４は、枠部材１０の断面形状を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面を含む斜視図である。図５は、隣接する太陽電池モジュール間の枠部材を示す図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を含む断面図である。本実施の形態の枠部材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（縁保持部）１１と、このコ字状部１１の背面から太陽電池パネル７０と逆方向に延びる突出部１７と、コ字状部１１からパネル裏面側に延びる板状部１５と、この板状部１５の下端からパネル内方に延びて形成された内フランジ部１３とから構成されている。突出部１７には、長手方向所定の位置が一部切り欠かれて形成された切欠部１８が設けられている。

なお、突出部１７は、枠部材１０のコ字状部１１の上面部１１ａと同一面上に構成されている。これにより枠部材１０の表面が同じ一面となることで意匠良く設置される。

切欠部１８は、太陽電池パネル７０の裏面側の屋根平面上に枠部材１０に垂直または平行に取り付けられる架台９０と、枠部材１０と、を固定するための固定金具３０を取り付けるために設けられ、枠部材１０に平行な１つの切欠辺１８ａと、枠部材１０に垂直な２つの切欠辺１８ｂとから構成されている。切欠部１８は、固定金具３０と係合して固定金具３０の枠部材１０の長手方向の移動を規制する係合部を構成する。切欠部１８の枠部材１０の長手方向の長さは、実際には図３に示されるように固定金具３０の長さより長い。

切欠辺１８ａは、固定金具３０の側面板状部３３と、枠部材１０の板状部１５とを接触させてモジュールの保持強度を増すために、枠部材１０の板状部１５のパネル外方面１５ａと同一面上に構成している。つまり、固定金具３０の側面板状部３３と、枠部材１０の板状部１５とを接触させてモジュールの保持強度を増すために、切欠部１８を突出部１７の略全幅にわたって切り欠くことにより形成している。

固定金具３０は、隣接する２つの太陽電池モジュール８０を一度に固定するため、断面コ字形を成し、断面コ字形の両先端部にそれぞれ第１の太陽電池モジュール８０の切欠部１８と第２の太陽電池モジュール８０の切欠部１８に嵌り合う爪を有している。切欠部１８は、太陽電池パネル７０の外縁部に取り付けられた枠部材１０のうちの対向する２辺に、パネルの中心軸対称に略同一な位置に構成される。切欠部１８は、固定金具３０の略半分を収納する切り込み量であり、固定金具３０を挟んで隣接する太陽電池モジュール８０は、突出部１７の先端縁を相互に当接させる。また、太陽電池モジュール８０の回転などを防ぐために、切欠部１８は、枠部材１０の同一辺上には２箇所あるいはそれ以上設けられている。

以上のように本実施の形態の太陽電池モジュール８０は、複数並べられた太陽電池セル６０が封止され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枠部材１０とを有し、枠部材１０は、太陽電池パネル７０の外縁部を保持するコ字状部（縁保持部）１１と、このコ字状部１１の背面から外方向に張り出した突出部１７とを有し、突出部１７の一部に、枠部材１０を架台９０に固定するための固定金具３０が係合するための切欠部（係合部）１８が設けられている。

また、本実施の形態の太陽電池システムは、複数並べられた太陽電池セルが封止されて成る太陽電池パネル７０、及び太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって囲む枠部材１０とを有し、所定の方向に複数枚併設される太陽電池モジュール８０と、併設方向に隣接する第１の太陽電池モジュール８０及び第２の太陽電池モジュール８０間に挟まれて両太陽電池モジュール８０を架台９０に固定する固定金具３０とを備えた太陽電池システムであり、枠部材１０には、固定金具３０が係合し、固定金具３０の枠部材１０の長手方向の移動を規制する切欠部（係合部）１８が設けられている。

本実施の形態においては、上述の構成により、あらかじめ設計された位置に固定金具を移動を規制して固定するので、固定位置が限定され、所望の強度を確保することができ、さらに屋根等の傾斜方向に平行な太陽電池モジュールの枠部材に固定金具を配置しても、太陽電池モジュールの脱落を防止することができる。

実施の形態２．
図６は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態２の切欠部の拡大図である。本実施の形態の切欠部１８においては、対向する切欠辺１８ｂは、切欠辺１８ａ側から切欠外縁部へ向かって幅が同幅かもしくは徐々に狭くなるように構成されている。つまり、本実施の形態の切欠部１８は、対向する切欠辺（斜辺）１８ｂに囲まれて形成され、切欠部は、切り欠きの入口側で狭く、奥側に行くに従い徐々に広くなっている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

上記のように、太陽電池モジュール８０は一般的に縦横で長さが異なるため、屋根や架台形状に合わせて縦置きや横置きにして設置されるが、切欠部１８のある枠部材１０が屋根面流れ方向に対して平行に設置される場合、本構成により万一固定金具３０の緩みが発生し太陽電池モジュール８０がずり落ちても、固定金具３０が切欠辺１８ｂに当接し落下を防ぐためである。

実施の形態３．
図７は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態３の切欠部の拡大図である。図７において、切欠部１８は、矩形段状の鉤形状の切欠辺１８ｂに囲まれて形成され奥側に行くに従い２段階に広くなっている。その他の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態の切欠部１８においても、実施の形態２のものと概略同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図８は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態４の枠部材の断面形状を示す断面を含む斜視図である。本実施の形態においては、枠部材１０のコ字状部１１の上面部１１ａは、この上面部に当接する固定金具３０の上面板状部３６の板厚分段差がついた構成としている。これにより突出部１７と固定金具の上面板状部３６が同一面となり、枠部材１０からの飛出しがなく、より意匠性のよい設置が可能となる。

実施の形態５．
図９は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態５の枠部材の断面形状を示す断面を含む斜視図である。本実施の形態は、切欠部１８にカバー２０を取り付けた実施の形態である。切欠部１８は、これを覆うカバー２０が取り付けられて構成されている。切欠部１８は固定金具３０で固定した際に、開口となるが、カバー２０を取り付けることで意匠性良く設置できる。カバー２０は耐候性を有するゴムや樹脂、あるいは金属で構成されている。

なお、上記実施の形態１乃至５において、固定金具３０が係合し固定金具３０の枠部材１０の長手方向の移動を規制する係合部は、枠部材１０の突出部１７に形成された切欠部１８であるが、特に切欠部１８である必要はなく、固定金具３０の位置決めと太陽電池モジュール８０の脱落を防止が出来るもので有れば、例えば凹部などでもよい。ただし、固定金具３０がひどく緩んだ場合であっては、切欠部１８であれば脱落を防止できるが、凹部ではできない。

なお、上記実施の形態１乃至５の枠部材１０の縁保持部は、断面コの字形のコ字状部１１であるが、縁保持部の形状は、断面コの字形に限らず他の形状でもよい。

また、他の実施の形態として、固定金具をあらかじめ設計された固定位置に位置決めするという目的だけを達成するためには、枠部在に固定金具の位置を決めるマーキングを施しておくことで実現してもよい。

以上のように、本発明は、太陽電池セルを複数並べて成る太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有する太陽電池モジュールに適用されて好適なものである。

１０ 枠部材
１１ コ字状部（縁保持部）
１１ａ コ字状部の上面部
１３ 内フランジ部
１５ 板状部
１７ 突出部
１８ 切欠部
１８ａ 枠部材に平行な切欠辺
１８ｂ 枠部材に垂直な切欠辺
２０ カバー
３０ 固定金具
３３ 固定金具の側面板状部
３６ 固定金具の上面板状部
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
９０ 架台

Claims (14)

1. 複数並べられた太陽電池セルが封止されて成る太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有し、
   前記枠部材は、
   前記太陽電池パネルの外縁部を保持する縁保持部と、
   前記縁保持部の背面から外方向に張り出した突出部と、
   前記枠部材の長手方向の移動を規制するための固定金具が係合する係合部とを備え、
   前記係合部は、前記太陽電池パネルの対向する２辺の前記枠部材の軸対称に略同一な位置にそれぞれ形成された切欠部である
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 複数並べられた太陽電池セルが封止されて成る太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲む枠部材とを有し、
   前記枠部材は、
   前記太陽電池パネルの外縁部を保持する縁保持部と、
   前記縁保持部の背面から外方向に張り出した突出部とを有し、
   前記突出部の一部に、前記枠部材の長手方向の移動を規制するための固定金具が係合するための切欠部が設けられている
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 前記切欠部は、前記突出部の略全幅にわたって切り欠かれて形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記切欠部は、前記枠部材の対向する２辺に、
   軸対称に略同一な位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記切欠部は、前記枠部材の同一辺に２箇所以上設けられている
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記切欠部は、切り欠きの入口側で狭く奥側で広い幅となっている
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記切欠部は、傾斜する斜辺に囲まれて形成され奥側に行くに従い徐々に広くなっていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記切欠部は、矩形段状の辺に囲まれて形成され奥側に行くに従い２段階に広くなっている
   ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記突出部の上面は、前記縁保持部の上面と略面一にされている
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記縁保持部の上面の前記固定金具の係合位置に、前記固定金具の厚さ分だけ低くした段差を形成し、前記突出部の上面と前記固定金具の上面とが略面一となるようにした
    ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記切欠部は、前記固定金具の略半分を収納する切り込み量であり、前記固定金具を挟んで隣接する太陽電池モジュールは、前記突出部の先端縁を相互に当接させる
    ことを特徴とする請求項２から１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
12. 前記切欠部を覆うカバーが取り付けられている
    ことを特徴とする請求項２から１１のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
13. 複数並べられた太陽電池セルが封止され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枠部材とを有し、所定の方向に複数枚併設される太陽電池モジュールと、
    併設方向に隣接する第１の太陽電池モジュール及び第２の太陽電池モジュール間に挟まれて両太陽電池モジュールの枠部材の長手方向の移動を規制する固定金具とを備えた太陽電池システムであり、前記枠部材には、前記固定金具が係合する係合部が設けられている
    ことを特徴とする太陽電池システム。
14. 前記枠部材は、
    前記太陽電池パネルの外縁部を保持する縁保持部と、
    前記縁保持部の背面から外方向に張り出した突出部とを有し、
    前記係合部は、前記太陽電池モジュールの対向する２辺の前記枠部材の軸対称に略同一な位置にそれぞれ形成された切欠部であり、
    前記固定金具は、断面コ字形を成し、断面コ字形の両先端部にそれぞれ前記第１の太陽電池モジュールの前記切欠部と前記第２の太陽電池モジュールの前記切欠部に嵌り合う爪を有している
    ことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池システム。

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