JP5857243B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

特許文献１には、太陽電池を有するモジュール本体と、枠体とを有する太陽電池モジュールが記載されている。特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、枠体は、モジュール本体を包囲するように設けられている。

実開平６−１７２５７号公報

太陽電池モジュールの温度が変化した際に、太陽電池モジュールの保護部材にクラックが生じる場合がある。

本発明は、改善された耐久性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、矩形状のモジュール本体と、枠体とを備える。モジュール本体は、太陽電池と、第１の保護部材とを備える。第１の保護部材は、太陽電池の一方側に配されている。第１の保護部材は、ガラス板により構成されている。枠体は、モジュール本体を包囲するように設けられている。枠体は、モジュール本体が挿入される溝を有する。枠体は、モジュール本体の長辺側の端部が挿入される長辺側枠片と、モジュール本体の短辺側の端部が挿入される短辺側枠片とを有する。長辺側枠片と短辺側枠片とのそれぞれは、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを含む。第１の部分は、第１の保護部材により構成されたモジュール本体の一主面上に配されている。第２の部分は、モジュール本体の他主面上に配されている。第３の部分は、モジュール本体の側方に配されている。第３の部分は、第１の部分と第２の部分とを接続している。長辺側枠片の第３の部分が、短辺側枠片の第３の部分よりも厚い。

本発明によれば、改善された耐久性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的裏面図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。 図１の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。 図１の線Ｖ−Ｖにおける略図的断面図である。 図１の線ＶＩ−ＶＩにおける略図的断面図である。 図１の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける略図的断面図である。 本発明の一実施形態における太陽電池モジュールの略図的断面図である。 本発明の一実施形態における太陽電池モジュールの設置構造の模式的平面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

図１及び図２に示されるように、太陽電池モジュール１は、モジュール本体１０と、枠体２０とを有する。

図８に示されるように、モジュール本体１０は、太陽電池１１を含む。具体的には、モジュール本体１０は、配線材３４によって電気的に接続された複数の太陽電池１１を有する。複数の太陽電池１１の一方側には、第１の保護部材３１が配されている。第１の保護部材は、例えば、ガラス板により構成されている。複数の太陽電池１１の他方側には、第２の保護部材３２が配されている。第２の保護部材３２は、例えば、樹脂シート、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含む樹脂シートなどにより構成されている。第１の保護部材３１と第２の保護部材３２との間には、充填材層３３が充填されている。この充填材層３３によって太陽電池１１が封止されている。充填材層３３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体などの架橋性樹脂やポリオレフィンなどの非架橋性樹脂により構成することができる。

モジュール本体１０は、矩形状である。図３〜図６に示されるように、モジュール本体１０は、互いに平行な第１及び第２の端面１０ａ、１０ｂと、互いに平行な第３及び第４の端面１０ｃ、１０ｄとを有する。

枠体２０は、モジュール本体１０を包囲するように額縁状に設けられている。枠体２０は、例えば、金属により構成することができる。図３〜図６に示されるように、枠体２０は、モジュール本体１０の端縁部が挿入されている溝２０ａを有する。溝２０ａ内には、枠体２０とモジュール本体１０とを接着している接着材が設けられていてもよい。接着材は、止水材としての機能を兼ね備えていてもよい。接着材は、例えば、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ブチルゴム、粘着材、粘着テープ、接着テープ等により構成することができる。

枠体２０は、第１の枠片２１と、第２の枠片２２と、第３の枠片２３と、第４の枠片２４とを有する。第１の枠片２１は、第１の端面１０ａの外側に配されている。第２の枠片２２は、第２の端面１０ｂの外側に配されている。第３の枠片２３は、第３の端面１０ｃの外側に配されている。第４の枠片２４は、第４の端面１０ｄの外側に配されている。第１の枠片２１と第２の枠片２２とは、それぞれ、モジュール本体１０の短辺側端部が挿入される短辺側枠片を構成している。第３の枠片２３と第４の枠片２４とは、それぞれ、モジュール本体１０の長辺側端部が挿入される長辺側枠片を構成している。

図３及び図５に示されるように、第１の枠片２１は、第１の部分２１ａ、第２の部分２１ｂ、第３の部分２１ｃ、第４の部分２１ｄ及び第５の部分２１ｅを含む。

第１の部分２１ａは、モジュール本体１０の主面１０ｅの上に配されている。第１の部
分２１ａの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第２の部分２１ｂは、モジュール本体１０の主面１０ｆの上に配されている。第２の部分２１ｂの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第３の部分２１ｃは、モジュール本体１０の端面１０ａの外側に配されている。第３の部分２１ｃは、第１の部分２１ａの基端部と、第２の部分２１ｂの基端部とを接続している。これら第１〜第３の部分２１ａ〜２１ｃによって溝２０ａが構成されている。

第４の部分２１ｄは、第１の部分２１ａの第３の部分２１ｃとの接続部から外側に向かって延びている。第４の部分２１ｄは主面１０ｅと平行であって、第４の部分２１ｄの受光面側の面と第１の部分２１ａの受光面側の面とは同一平面となる。図１に示されるように、第４の部分２１ｄには、厚み方向に貫通する貫通孔２１ｄ１，２１ｄ２が設けられている。貫通孔２１ｄ１は、第４の部分２１ｄの一方側端部に設けられた切欠により構成されている。切欠は、平面視において端面１０ａの延びる方向に開口を有する。貫通孔２１ｄ２は、第４の部分２１ｄの他方側端部に設けられた切欠により構成されている。切欠は、平面視において端面１０ａの延びる方向に開口を有する。

第１の部分２１ａには、貫通孔２１ｄ１に連なる欠損部２１ａ１が設けられている。第３の部分２１ｃの欠損部２１ａ１と貫通孔２１ｄ１との間に位置する部分の主面１０ｅ側の先端は、主面１０ｅと面一となっている。

第１の部分２１ａには、貫通孔２１ｄ２に連なる欠損部２１ａ２が設けられている。第３の部分２１ｃの欠損部２１ａ２と貫通孔２１ｄ２との間に位置する部分の主面１０ｅ側の先端は、主面１０ｅと面一となっている。

第５の部分２１ｅは、第４の部分２１ｄの外側端部から端面１０ａと平行に延びている。このため、第５の部分２１ｅと第４の部分２１ｄとは直交している。

図６に示されるように、第２の枠片２２は、第１の部分２２ａ、第２の部分２２ｂ、第３の部分２２ｃ、第４の部分２２ｄ及び第５の部分２２ｅを含む。

第１の部分２２ａは、モジュール本体１０の主面１０ｅの上に配されている。第１の部分２２ａの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第２の部分２２ｂは、モジュール本体１０の主面１０ｆの上に配されている。第２の部分２２ｂの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第３の部分２２ｃは、モジュール本体１０の端面１０ｂの外側に配されている。第３の部分２２ｃは、第１の部分２２ａの基端部と、第２の部分２２ｂの基端部とを接続している。これら第１〜第３の部分２２ａ〜２２ｃによって溝２０ａが構成されている。

第４の部分２２ｄは、第１の部分２２ａの第３の部分２２ｃとの接続部から外側に向かって延びている。第４の部分２２ｄは、主面１０ｅと平行であって、第４の部分２２ｄの受光面側の面と第１の部分２２ａの受光面側の面とは同一平面となる。図１に示されるように、第４の部分２２ｄには、厚み方向に貫通する貫通孔２２ｄ１，２２ｄ２が設けられている。貫通孔２２ｄ１は、第４の部分２２ｄの一方側端部に設けられた切欠により構成されている。切欠は、平面視において端面１０ｂの延びる方向に開口を有する。貫通孔２２ｄ２は、第４の部分２２ｄの他方側端部に設けられた切欠により構成されている。切欠は、平面視において端面１０ｂの延びる方向に開口を有する。

第１の部分２２ａには、貫通孔２２ｄ１に連なる欠損部２２ａ１が設けられている。第３の部分２２ｃの欠損部２２ａ１と貫通孔２２ｄ１との間に位置する部分の主面１０ｅ側の先端は、主面１０ｅと面一となっている。

第１の部分２２ａには、貫通孔２２ｄ２に連なる欠損部２２ａ２が設けられている。第３の部分２２ｃの欠損部２２ａ２と貫通孔２２ｄ２との間に位置する部分の主面１０ｅ側の先端は、主面１０ｅと面一となっている。

第５の部分２２ｅは、第４の部分２２ｄの外側端部から端面１０ｂと平行に延びている。このため、第５の部分２２ｅと第４の部分２２ｄとは直交している。

図７に示されるように、第３の枠片２３は、第１の部分２３ａ、第２の部分２３ｂ及び第３の部分２３ｃを含む。

第１の部分２３ａは、モジュール本体１０の主面１０ｅの上に配されている。第１の部分２３ａの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第２の部分２３ｂは、モジュール本体１０の主面１０ｆの上に配されている。第２の部分２３ｂの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第３の部分２３ｃは、モジュール本体１０の端面１０ｃの外側に配されている。第３の部分２３ｃは、第１の部分２３ａの基端部と、第２の部分２３ｂの基端部とを接続している。これら第１〜第３の部分２３ａ〜２３ｃによって溝２０ａが構成されている。

第３の部分２３ｃには、外側に向かって開口しており、ねじ山が設けられた溝２３ｃ１が設けられている。溝２３ｃ１は、ねじ孔を構成している。溝２３ｃ１は、第３の部分２３ｃの一方側端部から他方側端部に渡って設けられている。この溝２３ｃ１に挿入されたねじ３１，３２（図１を参照）によって、第３の枠片２３と、第１及び第２の枠片２１，２２とが固定されている。

図４に示されるように、第４の枠片２４は、第１の部分２４ａ、第２の部分２４ｂ及び第３の部分２４ｃを含む。

第１の部分２４ａは、モジュール本体１０の主面１０ｅの上に配されている。第１の部分２４ａの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第２の部分２４ｂは、モジュール本体１０の主面１０ｆの上に配されている。第２の部分２４ｂの先端部の厚みは、基端側から先端側に向かって小さくなっている。

第３の部分２４ｃは、モジュール本体１０の端面１０ｄの外側に配されている。第３の部分２４ｃは、第１の部分２４ａの基端部と、第２の部分２４ｂの基端部とを接続している。これら第１〜第３の部分２４ａ〜２４ｃによって溝２０ａが構成されている。

第３の部分２４ｃには、外側に向かって開口しており、ねじ山が設けられた溝２４ｃ１が設けられている。溝２４ｃ１は、ねじ孔を構成している。溝２４ｃ１は、第３の部分２４ｃの一方側端部から他方側端部に渡って設けられている。この溝２４ｃ１に挿入されたねじ３３，３４（図１を参照）によって、第４の枠片２４と、第１及び第２の枠片２１，２２とが固定されている。

図９は、本実施形態における太陽電池モジュール１の設置構造２の模式的平面図である。図９に示されるように、設置構造２は、複数の太陽電池モジュール１を備えている。複数の太陽電池モジュール１は、密に敷設されている。複数の太陽電池モジュール１は、太陽電池モジュール１の長手方向に沿って延びる固定部材３によって、例えば屋根などに対して固定されている。固定部材３は、太陽電池モジュール１の短手方向における両端部を長手方向における一方側から他方側に渡って固定している。

太陽電池モジュール１の長手方向に隣接する太陽電池モジュール１は、一方の太陽電池モジュールの第５の部分２１ｅと、他方の太陽電池モジュールの第５の部分２２ｅとが当接するように敷設されている。

固定部材３は、太陽電池モジュール１を押圧している。このため、枠体２０は、固定部材３からの押圧力によりモジュール本体１０が損傷しないように設計されている。具体的には、枠体２０が固定部材３により押圧される部分全体に設けられており、モジュール本体１０が固定部材３によって直接押圧されないようになっている。

ところで、モジュール本体の枠体内に設けられた部分と、モジュール本体の枠体外に設けられた部分とでは、温度変化のしやすさが異なる。モジュール本体の枠体外に設けられた部分の方が、モジュール本体の枠体内に設けられた部分よりも熱されやすく、冷めやすい。このため、第１の保護部材に温度むらが生じる。よって、第１の保護部材にクラックが生じやすい。特に、モジュール本体の長辺側端部においては、熱膨張差に起因するクラックが発生しやすい。

ここで、太陽電池モジュール１では、長辺側枠片である第１及び第２の枠片２１，２２の第３の部分２１ｃ、２２ｃの厚みｔ１が、短辺側枠片である第３及び第４の枠片２３，２４の第３の部分２３ｃ、２４ｃの厚みｔ２よりも大きい。なお、厚みｔ１、ｔ２は、モジュール本体１０の端部と垂直な方向の長さを示す。このため、熱膨張差に起因するクラックが発生しやすいモジュール本体の長辺側端部が挿入された第１及び第２の枠片２１，２２の第１の部分２１ａ、２２ａを短くすることができる。よって、熱膨張差に起因するクラックが発生しやすいモジュール本体の長辺側端部に生じる温度むらを小さくすることができる。従って、熱膨張差に起因するクラックの発生を好適に抑制することができる。熱膨張差に起因するクラックの発生をより効果的に抑制する観点からは、長辺側枠片である第１及び第２の枠片２１，２２の第１の部分２１ａ、２２ａの幅Ｗ１を、短辺側枠片である第３及び第４の枠片２３，２４の第１の部分２３ａ、２４ａの幅Ｗ２よりも短くすることが好ましい。

１…太陽電池モジュール
２…設置構造
３…固定部材
１０…モジュール本体
１０ｅ、１０ｆ…主面
１１…太陽電池
２０…枠体
２０ａ…溝
２１…第１の枠片
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ…第１の部分
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ…第２の部分
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ…第３の部分
３１…第１の保護部材
３２…第２の保護部材
３３…充填材層

Claims (1)

1. 太陽電池と、前記太陽電池の一方側に配されており、ガラス板により構成されている第１の保護部材とを備える矩形状のモジュール本体と、
   前記モジュール本体を包囲するように設けられており、前記モジュール本体が挿入される溝を有する枠体と、を備え、
   前記枠体は、
   前記モジュール本体の長辺側の端部が挿入される長辺側枠片と、
   前記モジュール本体の短辺側の端部が挿入される短辺側枠片と、
   を有し、
   前記長辺側枠片と前記短辺側枠片とのそれぞれは、
   前記第１の保護部材により構成された前記モジュール本体の一主面上に配された第１の部分と、
   前記モジュール本体の他主面上に配された第２の部分と、
   前記モジュール本体の側方に配されており、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続している第３の部分と、を含み、
   前記長辺側枠片の前記第３の部分の厚みは、前記モジュール本体の長辺側の端部と垂直な方向の長さであり、前記短辺側枠片の第３の部分の厚みは、前記モジュール本体の短辺側の端部と垂直な方向の長さであって、
   前記長辺側枠片の前記第３の部分の厚みが、前記短辺側枠片の第３の部分の厚みよりも大きく、
   前記長辺側枠片の前記第１の部分の幅が、前記短辺側枠片の前記第１の部分の幅よりも短い、
   太陽電池モジュール。

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