JP5746957B2 - 太陽電池モジュールの架台支持構造 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュールに関し、特にその架台支持構造に関する。
この種の太陽電池モジュールの設置に関して、本発明者は、太陽電池モジュールの下面に配置したモジュール一方のコネクターと、該太陽電池モジュールを設置する屋根面乃至壁面に配置した屋根面又は壁面他方のコネクターを備え、これらコネクターの連結によって太陽電池モジュールの出力接続と太陽電池モジュールの屋根面又は壁面固定を同時可能とすることによって、ワンアクションの下向き押圧による太陽電池モジュールの出力接続と屋根面又は壁面に固定をなし得るようにして、一般に必要な、太陽電池モジュール背面の端子箱の設置とそのケーブル接続の配線作業を省略して、太陽電池モジュール設置の施工作業を可及的簡易且つ確実に行えるようにしたものを提案済みであり、このとき、太陽電池モジュールは、例えば、その上方に重ね代を配置し、該重ね代にモジュール一方のコネクターを配置し、屋根面又は壁面には該重ね代を受ける段部を有するラックレールを配置し、その段部に屋根面又は壁面他方のコネクターを配置したものとしてあり、また、上記コネクターの連結による太陽電池モジュールの固定を、例えば、コネクター同士のスナップイン係止手段の係止によって行ったものとしてある。
この場合、上記のとおり、太陽電池モジュール設置の施工作業を可及的簡易且つ確実に行うことができるが、太陽電池モジュールの設置は、例えば、地上や陸屋根の場合のように、架台を用いて該架台に支持することによってその傾斜設置を行うものも多く、この場合も、太陽電池モジュール背面の端子箱とそのケーブル接続の配線作業が必要とされるところ、該架台を用いる太陽電池モジュールの設置にも、上記ワンアクションのように太陽電池モジュールの出力接続と架台固定をなし得るようにしたものが求められる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、架台に太陽電池モジュールを可及的簡易且つ確実に設置し得るようにした太陽電池モジュールの架台支持構造を提供するにある。
上記課題に沿って本発明は、太陽電池モジュールの下面にモジュール一方のコネクターを、架台の上面に架台他方のコネクターを配置し、これらコネクターを、上下方向に押圧して連結することによって該太陽電池モジュールの出力接続と架台固定を同時に行うようにしたものであって、即ち、請求項１に記載の発明を、太陽電池モジュールの下面に配置したモジュール一方のコネクターと、該太陽電池モジュールを支持する架台の上面に配置した架台他方のコネクターを備え、これらコネクターの連結によって太陽電池モジュールの出力接続と架台固定を同時に可能としてなることを特徴とする太陽電池モジュールの架台支持構造としたものである。
また、上記に加えて、架台に対する太陽電池モジュールの支持を、平行一対のモジュール支持フレームを用い、その一方を上記コネクター連結用とし、他方を太陽電池モジュールの金具固定用とすることによって、太陽電池モジュールの安定且つ確実な設置をなし得るものとするように、これを、上記架台に太陽電池モジュール毎に平行一対のモジュール支持フレームを備え、その一方を架台他方のコネクター配置用とし、その他方を太陽電池モジュール又はこれに設置した囲繞枠に配置した固定金具を固定する金具固定用としてなることを特徴とする太陽電池モジュールの架台支持装置としたものである。
さらに、同じく上記に加えて、上記太陽電池モジュールの金具固定を、モジュール支持フレームに対して回動自在に引掛け係止して行うようにして、コネクター連結を該回動自在の引掛け係止下で下向きに押圧してなし得るようにして、架台への設置作業を更に容易化したものとするように、これを、上記太陽電池モジュールの金具固定を、該太陽電池モジュールに設置したフック金具を、モジュール支持フレームに透設したフック受孔に回動自在に引掛け係止することによって行ってなることを特徴とする太陽電池モジュールの架台支持構造としたものである。
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、平行一対のモジュール支持フレームに対してコネクター連結と金具固定を太陽電池モジュールの端部各２ヶ所の合計４ヶ所で行うことによって、太陽電池モジュールの設置強度を確保し、更に安定且つ確実な設置をなし得るものとするように、これを、上記モジュール一方及び架台他方のコネクターの配置を、太陽電池モジュールの上下又は左右の端部２ヶ所と、上記一方のモジュール支持フレームの長手方向対応２ヶ所とし且つ上記太陽電池モジュール又はこれに設置した囲繞枠への固定金具の固定を、同じくその上下又は左右の端部２ヶ所と、他方のモジュール支持フレームの長手方向対応２ヶ所で行うことによって、太陽電池ジュールの架台支持を４ヶ所としてな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の架台支持構造としたものである。
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、太陽電池モジュールのコネクター連結を、架台の上方における金具固定の下で架台の下位において架台に対して下向きに押圧してなし得るものとして、該架台への設置作業を可及的に容易化したものとするように、これを、上記平行一対のモジュール支持フレームを、上記架台における傾斜方向上下に配置し、上位のモジュール支持フレームを上記固定金具の固定用とし、下位のモジュール支持フレームをコネクター配置用としてな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の架台支持構造としたものである。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、太陽電池モジュールと架台のコネクターを保護するとともにその連結を可及的簡易且つ確実になし得るものとするように、これを、上記モジュール一方のコネクターを、太陽電池モジュールの下面に配置したコネクターボックスに連結部を下向き突設して配置し、上記架台他方のコネクターを、上記モジュール支持フレームの上面に配置したコネクターボックス又はコネクターベースに連結部を上向き突設して配置してなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池モジュールの架台支持構造としたものである。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、コネクター連結を、下向きの押圧によって完結的になし得るものとするように、これを、上記コネクターの連結による太陽電池モジュールの架台固定を、コネクター同士又はコネクターと太陽電池モジュール又はこれに設置した囲繞枠との間のスナップイン係止手段の係止によって行ってなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の太陽電池モジュールの架台支持構造としたものである。
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、太陽電池モジュールの下面にモジュール一方のコネクターを、架台の上面に架台他方のコネクターを配置し、これらコネクターを、上下方向に押圧して連結することによって該太陽電池モジュールの出力接続と架台固定を同時に行うようにして、架台に太陽電池モジュールを可及的簡易且つ確実に設置し得るようにした太陽電池モジュールの架台支持構造を提供することができる。
また、上記に加えて、架台に対する太陽電池モジュールの支持を、平行一対のモジュール支持フレームを用い、その一方を上記コネクター連結用とし、他方を太陽電池モジュールの金具固定用とすることによって、太陽電池モジュールの安定且つ確実な設置をなし得るものとすることができる。
さらに、同じく上記に加えて、上記太陽電池モジュールの金具固定を、モジュール支持フレームに対して回動自在に引掛け係止して行うようにして、コネクター連結を該回動自在の引掛け係止下で下向きに押圧してなし得るようにして、架台への設置作業を更に容易化したものとすることができる。
請求項２に記載の発明は、同じく上記に加えて、平行一対のモジュール支持フレームに対してコネクター連結と金具固定を太陽電池モジュールの端部各２ヶ所の合計４ヶ所で行うことによって、太陽電池モジュールの設置強度を確保し、更に安定且つ確実な設置をなし得るものとすることができる。
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、太陽電池モジュールのコネクター連結を、架台の上方における金具固定の下で架台の下位において架台に対して下向きに押圧してなし得るものとして、該架台への設置作業を可及的に容易化したものとすることができる。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、太陽電池モジュールと架台のコネクターを保護するとともにその連結を可及的簡易且つ確実になし得るものとすることができる。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、コネクター連結を、下向きの押圧によって完結的になし得るものとすることができる。
以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば、１は太陽電池モジュール、４は、該太陽電池モジュール１を支持する架台であり、該太陽電池モジュール１の架台支持は、太陽電池モジュール１の下面に配置したモジュール一方のコネクター３と、該太陽電池モジュール１を支持する架台４の上面に配置した架台他方のコネクター６を備え、これらコネクター３、６の連結によって太陽電池モジュール１の出力接続と架台固定を同時に可能としたものとしてある。
太陽電池モジュール１は、例えば、強化ガラス乃至硬質合成樹脂の透明パネルによるフロントカバー、ラミネートフィルムによるバックカバー間に太陽電池セル、インターコネクター、充填材を封入して形成し、外周に囲繞枠１１、本例にあってはアルミ押出形材による上下横枠及び左右縦枠を枠組み形成した囲繞枠を配置したものとしてある。
該太陽電池モジュールは、上記モジュール一方のコネクター３を、太陽電池モジュール１の裏面においてそれぞれプラス及びマイナスの出力端子に接続し、該モジュール一方のコネクター３を上記架台他方のコネクター６に連結することにより、該架台他方のコネクター６に接続した図示省略のケーブルを介してパワーコンディショナーに対して電力出力を行うものとしてある。
太陽電池モジュール１は、そのモジュール一方のコネクター３を、該太陽電池モジュール１の上下又は左右の端部２ヶ所と、本例にあって、上記太陽電池モジュール１又はこれに設置した囲繞枠１１に固定金具３３を、同じくその上下又は左右の端部２ヶ所に配置してあり、本例にあって、上記モジュール一方のコネクター３は、その位置を太陽電池モジュール１の端部、本例においてはその上記囲繞枠１１における左右縦枠の内側の面内位置にして、太陽電池モジュール１の下方、例えば、下端から２０乃至３０ｃｍ程度上方に変位した面内下方位置に左右を同一高さ位置とした裏面２ヶ所に配置し、また、上記固定金具３３は、太陽電池モジュール１の上記囲繞枠１１における左右縦枠の上方、同じく上端から２０乃至３０ｃｍ程度上方に変位した面内下方位置に左右を同一高さ位置とした裏面２ヶ所に配置したものとしてある。
該モジュール一方のコネクター３は、これを、太陽電池モジュール１の下面に配置したコネクターボックス２に連結部３１を下向き突設して配置したものとしてあり、本例にあって該コネクターボックス２は、上面を開放した合成樹脂製ボックスとし、その中空部に該コネクター３を配置してあり、該コネクター３は、太陽電池モジュール１の下面の出力端子に入力端子を接続することによって出力を自在とした電極を中央に配置した円形リング状にして上記架台他方のコネクター６との連結部３１を雄型形状とした合成樹脂製のものとして、コネクターボックス２の中空部下面の底壁に透設した透孔から該連結部３１を上記下向き突設したものとしてある。このとき該コネクター３は、コネクターボックス２の中空部底壁上位に配置した内周に雄ネジを有する固定リング３２を用いて、該固定リング３２の雄ネジにコネクター３外周の胴部上方の雌ネジを螺装するとともに胴部下方の張出し部をコネクターボックス２の上記中空部底壁の透孔周縁に対接して上記固定リング３２と該張出し部によって底壁を挟持するように、その配置を行ってある。該コネクターボックス２は、該コネクター３の配置後に、常法に従って、例えばシリコンを充填しその絶縁措置を施して、太陽電池モジュール１に固定してあり、該固定は、上記コネクターボックス２の上端に張り出し配置した固定片２１と該固定片２１間の上端縁を太陽電池モジュール１の裏面に、例えば接着剤によって接着固定することによって、これを行ってある。
また、上記太陽電池モジュール１の固定金具３３は、これを、フック金具によるものとしてあり、該フック金具は、そのフックを下向きにして、固定部を、例えば上記左右縦枠にネジ止めして、その太陽電池モジュールへの固定を行ってある。
架台４は、例えば、鋼材乃至アルミ押出材等の金属製バー材を用いて、地上や陸屋根に太陽電池モジュール１を南向きに傾斜支持するように、必要に応じて高さ調整を自在とした支柱４１と、該支柱４１に支持した縦又は横向きの架設材４２と、必要に応じて用いる補強材４３を備えて上面を傾斜面とした自立のフレーム構造物としてあり、本例の架台４は太陽電池モジュール１を多数の偶数枚、例えば、上下２段及び左右２列の合計４枚を支持して各太陽電池アレイをなすものとしてある。
このとき、該架台４は、これに、太陽電池モジュール１毎に平行一対のモジュール支持フレーム４４を備え、その一方を架台他方のコネクター６配置用とし、その他方を太陽電池モジュール１又はこれに設置した囲繞枠１１、本例にあっては上記囲繞枠に配置した固定金具３３を固定する金具固定用としたものとしてある。本例の該モジュール支持フレーム４４は、上記自立のフレーム構造物とした架台４の、例えば、幅方向一対の縦向き傾斜の架設材４２に対して、横向き水平に配置することによって、上記４枚の太陽電池モジュール１を架台４に合せて傾斜支持するものとしてあり、また、該平行一対のモジュール支持フレーム４４を、上記架台４における傾斜方向上下に配置し、上位のモジュール支持フレーム４４を上記固定金具の固定用とし、下位のモジュール支持フレーム４４を上記架台他方のコネクター配置用としたものとしてある。
モジュール支持フレーム４４は、例えば下面を解放した断面コ字状にして前後の各垂下片の下端に同一方向に向けた突片４５、本例にあっては傾斜下方に向けた突片を備えるとともに該各垂下片の下位に所定間隔の係止孔４６を透設した鋼製のものとしてあり、例えば、断面Ｓ字状の固定金具４７を一対用い、その各一方を固定片として、架台４、本例にあっては上記架設材４２に、例えばネジ止めによって固定し、各他方を係止片として、該モジュール支持フレーム４４の上記係止孔４６に挿入、例えば圧入するようにして左右の架設材４２間に架設固定してある。このとき、平行一対のうち架台他方のコネクター配置用としたモジュール支持フレーム４４は、その前後の垂下片の各長手方向端部位置に１ヶ所、各長手方向中間位置に間隔を置いて２ヶ所の係止孔４８を透設してあり、該係止孔４８を用いて架台他方のコネクター６の設置を行うようにしてあり、また、金具固定用としたモジュール支持フレーム４４は、その前後のうち後方の垂下片の、同じく各長手方向端部位置に１箇所、各長手方向中間位置に同様に間隔を置いて２ヶ所の遊嵌孔をなすフック受孔４９を透設してあり、該フック受孔４９に、太陽電池モジュール１の上記固定金具３３、本例にあってはフック金具を引掛け係止して、太陽電池モジュール１の金具固定を行うようにしてある。
架台他方のコネクター６は、これを、上記モジュール支持フレーム４４の上面に配置したコネクターボックス又はコネクターベースに連結部６１を上向き突設して配置したものとしてあり、本例にあって該架台他方のコネクター６は、例えば下向き開口の断面Ｕ字状の同じく合成樹脂製のコネクターベース５の天壁に配置してあり、該架台他方のコネクター６は、同じく電極を中央に配置した円形リング状にして、上記モジュール一方のコネクター３との連結部６１を雌型形状とした合成樹脂製のものとして、コネクターベース５の天壁に透設した透孔から連結部６１を上記上向きに突設して、上記モジュール一方のコネクター３との連結を可能としてあり、このとき、該架台他方のコネクター６は、コネクターベース５の天壁下位に配置した同じく内周に雄ネジを有する固定リング６２を用いて、該固定リング６２に、架台他方のコネクター６の外周の胴部下方の雌ネジを螺装するとともに胴部上方の張出し部をベースの天壁の透孔周縁に対接して上記固定リング６２と該張出し部によって天壁を挟持するように、その配置を行ってある。
該架台他方のコネクター６を配置したコネクターベース５は、その前後の各垂下片の下端に対向する係止突起５１を備えており、該係止突起５１を、上記モジュール支持フレーム４４の垂下片に透設した上記係止孔４８に引掛係止することによって、該モジュール支持フレーム４４に固定してあり、このとき、該モジュール支持フレーム４４は、その上面に架台他方のコネクター６を受け入れる透孔を透設してあり、コネクターベースの天壁から下面に突出する該コネクター６の胴部下方を該透孔を介して垂下片間に受け入れ自在としてある。
一方、上記架台他方のコネクター６をコネクターベース５との間で挟持して、これを固定する固定リング６２は、その円周方向中間位置にコネクターベース５の切欠部を介して上方、即ち、コネクターベース５の天壁上に突出する断面Ｔ字状のスナップイン係止片６５を一体に備えており、該スナップイン係止片６５は、その上端の外側突片を傾斜面としてあり、該傾斜面を押圧することによって固定リング６２の内外方向に移動自在のものとしてある。
このように形成した太陽電池モジュール１と架台４は、上記太陽電池モジュール１の上下又は左右の端部２ヶ所と、上記一方のモジュール支持フレーム４４の長手方向対応２ヶ所に、その上記モジュール一方及び架台他方のコネクター３、６の配置を行い、同じくその上下又は左右の端部２ヶ所と、他方のモジュール支持フレーム４４の長手方向対応２ヶ所に固定金具３３を配置したことによって、各太陽電池ジュール１の架台支持を４ヶ所で行ったものとしてあり、太陽電池モジュール１を４枚用とした本例の架台４にあっては、各太陽電池モジュール１のモジュール一方のコネクター３の上記雄型形状の連結部３１を、各下位に配置のモジュール支持フレーム４４の架台他方のコネクター６における左右端部１ヶ所と中間位置１ヶ所の合計２ヶ所で上記雌型形状の連結部６１に連結するとともに同じく左右端部２ヶ所、特に囲繞枠１１における左右の縦枠に配置した固定金具３３、本例にあっては上記フック金具を、同じく各上位に配置のモジュール支持フレーム４４の左右端部１ヶ所と中間位置１ヶ所の合計２ヶ所でそれぞれ上記フック受孔４９に引掛け係止して、その固定を行ってある。
このとき、本例の太陽電池モジュール１は、上記固定金具３３のフック金具をフック受孔４９に引掛け係止、特に、フック受孔４９を遊嵌孔とすることによってフック金具を回動自在に引掛け係止して、その金具固定を行うようにしてあるから、架台４の平行一対のモジュール支持フレーム４４に太陽電池モジュール１を、その固定金具３３、即ち、フック金具を上位のモジュール支持フレーム４４のフック受孔４９に回動しながら引掛け係止し又は引掛け係止後に回動して、該太陽電池モジュール１上位の固定金具３３と該上位のモジュール支持フレーム４４の固定を行うとともに固定金具３３の引掛係止位置を回動の中心とするように、該太陽電池モジュール１を下向きに押圧することによって、そのモジュール一方のコネクター３を、下位のモジュール支持フレーム４４の架台他方のコネクター６に対して連結し、その出力接続と架台固定を同時に行うことができ、更に、本例にあっては、上記架台他方のコネクター６の固定リング６２にコネクターベース５の切欠部を介してその天壁上に突出する断面Ｔ字状のスナップイン係止片６５を一体に備えたから、上記太陽電池モジュール１の下向きの押圧によって、その囲繞枠１１、特に縦枠に設けた下位突片の先端が該スナップイン係止片６５における上端の傾斜面とした外側突片に摺接してこれを通過することにより、該縦枠の下位突片がスナップイン係止片６５に係止し、太陽電池モジュール１の架台４への固定を行うように、下向きの押圧のワンアクションで確実な固定をなし得るものとしてあり、従って、太陽電池モジュール１の架台４設置は、これを極く容易に行うことが可能となり、その作業効率を可及的高度に確保することができる。
図示した例は以上のとおりとしたが、架台を、例えば上下３段、左右４列とする如くに太陽電池モジュールの支持数を増大すること、モジュール一方のコネクターと架台他方のコネクターの、例えば、その連結部間に一方が他方に対してスナップイン係止するようにスナップイン係止手段を配置すること、下位のモジュール支持フレームを金具固定用とし、上位のモジュール支持フレームを架台他方のコネクター配置用として、太陽電池モジュール側もこれに合せた固定金具、モジュール一方のコネクター配置を行うようにすること、必要に応じてダミーのコネクター、固定金具を追加使用して、太陽電池モジュールの支持箇所を増加すること、上記架台他方のコネクターをモジュール支持フレームの上面に配置したコネクターボックスに同様に配置すること等を含めて、太陽電池モジュール、モジュール一方のコネクター、架台、架台他方のコネクター、必要に応じて用いるモジュール支持フレーム、、囲繞枠、固定金具、コネクターボックス、コネクターベース、フック金具、フック受孔、スナップイン係止手段等の各具体的形状、構造、材質、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
１ 太陽電池モジュール
１１ 囲繞枠
２ コネクターボックス
２１ 固定片
３ モジュール一方のコネクター
３１ 連結部
３２ 固定リング
３３ 固定金具
４ 架台
４１ 支柱
４２ 架設材
４３ 補強材
４４ モジュール支持フレーム
４５ 突片
４６ 係止孔
４７ 固定金具
４８ 係止孔
４９ フック受孔
５ コネクターベース
５１ 係止突起
６ 架台他方のコネクター
６１ 連結部
６２ 固定リング
６５ スナップイン係止片
１１ 囲繞枠
２ コネクターボックス
２１ 固定片
３ モジュール一方のコネクター
３１ 連結部
３２ 固定リング
３３ 固定金具
４ 架台
４１ 支柱
４２ 架設材
４３ 補強材
４４ モジュール支持フレーム
４５ 突片
４６ 係止孔
４７ 固定金具
４８ 係止孔
４９ フック受孔
５ コネクターベース
５１ 係止突起
６ 架台他方のコネクター
６１ 連結部
６２ 固定リング
６５ スナップイン係止片
Claims (5)
- 太陽電池モジュールの下面に配置したモジュール一方のコネクターと、該太陽電池モジュールを支持する架台の上面に配置した架台他方のコネクターを備え、
前記架台に太陽電池モジュール毎に平行一対のモジュール支持フレームを更に備え、
前記モジュール支持フレームのうち、一方を前記架台他方のコネクター配置用とし、他方を前記太陽電池モジュール又はこれに設置した囲繞枠に配置した固定金具を固定する金具固定用とし、
前記太陽電池モジュールに設置したフック金具を、前記モジュール支持フレームに透設したフック受孔に回動自在に引掛け係止することによって行って該太陽電池モジュールを固定し、
前記モジュール一方のコネクターと前記架台他方のコネクターとの連結によって前記太陽電池モジュールの出力接続と架台固定を同時に可能としてなることを特徴とする太陽電池モジュールの架台支持構造。 - 前記モジュール一方のコネクター及び前記架台他方のコネクターの配置を、前記太陽電池モジュールの上下又は左右の端部２ヶ所と、前記一方のモジュール支持フレームの長手方向対応２ヶ所とし且つ前記太陽電池モジュール又はこれに設置した前記囲繞枠への前記固定金具の固定を、同じくその上下又は左右の端部２ヶ所と、前記他方のモジュール支持フレームの長手方向対応２ヶ所で行うことによって、前記太陽電池モジュールの架台支持を４ヶ所としてな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の架台支持構造。
- 前記平行一対のモジュール支持フレームを、前記架台における傾斜方向上下に配置し、上位の前記モジュール支持フレームを前記固定金具の固定用とし、下位の前記モジュール支持フレームを前記架台他方のコネクター配置用としてな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の架台支持構造。
- 前記モジュール一方のコネクターを、前記太陽電池モジュールの下面に配置したコネクターボックスに連結部を下向き突設して配置し、前記架台他方のコネクターを、前記モジュール支持フレームの上面に配置したコネクターボックス又はコネクターベースに連結部を上向き突設して配置してなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池モジュールの架台支持構造。
- 前記コネクターの連結による前記太陽電池モジュールの架台固定を、コネクター同士又はコネクターと前記太陽電池モジュール又はこれに設置した前記囲繞枠との間のスナップイン係止手段の係止によって行ってなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の太陽電池モジュールの架台支持構造。
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