JP5878214B2 - 太陽電池モジュールのフレーム - Google Patents
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Description
また、太陽電池モジュールは、日射場所に設置され、受けた光エネルギーを電気エネルギーに変換して使用する。しかしながら、従来は光電変換効率が低く、大部分の光エネルギーが熱エネルギーに変換され、且つ太陽電池モジュールが長時間日光に晒された状態になると、太陽電池モジュール全体の動作温度が非常に高くなるため、太陽電池モジュールの電力がその温度の増加に伴って低下する。
さらに、従来の太陽電池モジュールは面積が大きく、長さが1mに達し、且つ太陽電池モジュールは、通常アレイ形式で太陽電池モジュールのフレームを介して地上(或いは屋根)に設置され、地上(或いは屋根)と一定の間隔をあける。しかしながら、太陽電池モジュールと地上(或いは屋根)との間隔が非常に近いため、太陽電池モジュールの底部の熱エネルギーは効果的に散逸できないため、過熱問題が起き、太陽電池モジュールの変換効率の低下、寿命の短縮、更に素子焼損の問題が起きてしまう。
このほか、従来フレームの一部セグメントを別の加工容易性のある材質で製造し、つまり異なる材質で製造された外枠と連結部材で太陽電池モジュールのフレームを構成するため、加工が容易であるという利点を兼ね備え、また従来のフレームの機械的強度を維持できる。
また太陽電池モジュールのフレームは、少なくとも1つの連結部材を含む。この連結部材は、互いに対向する第1連結端部と第2連結端部とを含む。連結部材の第1連結端部は、第1セグメントの他端に連結し、且つ連結部材の第2連結端部が第2セグメントの他端に連結する。
これ以外に、第1セグメントと第2セグメントと連結部材は、外壁と支持壁と第1挟持壁と第2挟持壁とを含む。外壁は、第1側辺と該第1側辺に平行する第2側辺とを備える。支持壁は第1側辺に連結し、且つ外壁と直交する。第1挟持壁は、第2側辺に連結し、且つ外壁と直交する。第2挟持壁は外壁と直交するように連結し、且つ第1挟持壁に平行して第1挟持壁と一定の間隔をあける。また第1セグメントと第2セグメントは、第2挟持壁及び支持壁と直交するように連結し、且つ外壁に平行して外壁と一定の間隔をあける内壁を更に含む。
本実施例内の第1外枠11と第2外枠12は二重壁構造で、且つ二重壁の間に空間を形成する。従来のL型アングル(図示略)を第1外枠11と第2外枠12の空間に挿入して固着させることができる。その他の実施例において第1セグメント111と第2セグメント112は、締付具を通じて第2外枠12と固着できる。
第1外枠11の第1セグメント111と第2セグメント112は、締付具を通じて第2外枠12と固着する時、第1外枠11及び/或いは第2外枠12に前記締付具に合わせて締付孔が設けられる。その他の実施例において、第1外枠11は二重壁構造で、第2外枠12が単壁構造とする場合、改良したL型アングルを通じて第1外枠11と第2外枠12を固着させることができ、改良したL型アングルが挿入と挟持機能を持ち、一端が第1外枠11の二重壁構造で形成する空間に挿入され、他端が挟持アームを備えることで、第2外枠12の単壁部材を挟持し、第1外枠11と第2外枠12を固着させることができる。よって、本発明に係る太陽電池モジュールのフレーム1の四隅における強度は、外枠構造または材質の変改によって減衰することはない。
前記アングル材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維或いはこれらの組み合わせとし、且つアングル表面に少なくとも1個の凸起、凹みまたは粗化構造を更に設けることで外枠とアングルの滑動を減らすことができる。
これ以外に、第1セグメント111の支持壁1112と第1挟持壁1113と第2挟持壁1114の延伸方向は、いずれも同じである。内壁1115の両対向側辺は、第2挟持壁1114と支持壁1112に各々連結して、第2挟持壁1114及び支持壁1112と互いに直交する。また、内壁1115は外壁1111に平行し且つ外壁1111と間隔をあける。
本実施例内の連結部材2は、プラスチックで製造されるため、加工容易性を持ち、射出成形工程で連結部材2を一体成形構造とさせることができるが、本発明もこれに限るものではない。
連結部材2の外壁231は、第1側辺と該第1側辺に平行する第2側辺とを備える。連結部材2の支持壁232は、外壁231の第1側辺と直交するように連結し、第1挟持壁233が外壁231の第2側辺と直交するように連結し、且つ第2挟持壁234が外壁231と直交するように連結し、第1挟持壁233に平行して第1挟持壁233と一定の間隔をあけ、つまり第2挟持壁234は第1挟持壁233と支持壁232の間に設けられる。これ以外に、連結部材2の支持壁232と第1挟持壁233と第2挟持壁234の延伸方向は、いずれも同じである。
また、連結部材2の内壁235は連結部材2の外壁231に平行し、且つ外壁231と一定の間隔をあける。次に、連結部材2の内壁235は、前記連結部材2の外壁231、支持壁232、第1挟持壁233及び第2挟持壁234と同じようにその第1連結端部21と第2連結端部22の間に位置する。且つ連結部材2の内壁235が第1セグメント111或いは第2セグメント112の内壁1115に当接するように連結する。
第1セグメント111と第2セグメント112は、二重壁構造を採用することで太陽電池モジュールのフレーム1をより一層安定させ、またその耐荷力及び信頼性が増す。連結部材2は、単壁構造を採用する時部材本体を後記の穿孔と同時に形成でき、例えばアルミ押出またはプラスチック射出成形で、切削等の方式で加工する必要がない。
これ以外に、連結部材2は、単壁構造を採用することで、二重壁構造に比べて重量が軽くなるため、更に製造コストの無駄を削減できる。以下に、主に第1セグメント111と第2セグメント112を二重壁構造とし、且つ連結部材2を単壁構造とする場合を説明する。
それぞれ本発明に係る連結部材の穿孔各態様を示す模式図である図7A乃至図7Dを参照する。図に示すように、連結部材2の穿孔は、少なくとも1個で、2個以上の穿孔の間にリブがあるため連結部材2の外壁231の支持強度を増強できる。
太陽電池モジュールのフレーム1全体の接地連続性の機能を実現するため、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールのフレーム1の連結部材2は、金属導線24を更に含む。その他の実施例において、全体的な接地連続性を実現するため、第1外枠11の第1セグメント111と第2セグメント112もプラスチック材質(またはその他の非導体)とすることができ、この場合第1セグメント111と第2セグメント112も金属導線24を含む。
金属導線24の他端は第2連結端部22から露出し、また第2連結端部22が第2セグメント112の外壁1111と支持壁1112と第2挟持壁1114と内壁1115の間と締まりばめにするため、第2セグメント112の外壁1111、支持壁1112、第2挟持壁1114或いは内壁1115に接触する。
図3を参照する。本実施例においてパッド25は環状物で、第1連結端部21或いは第2連結端部22の凹溝内に嵌装する。この凹溝の設置目的は、パッド25が第1連結端部21或いは第2連結端部22に滑動することを避ける。そこで、パッド25が使用する材質は、例えば発泡ポリエチレンのような弾性材料とするが、本発明はこれに限るものではない。
本発明に係る太陽電池モジュールのフレーム1の一実施例によると、連結部材はプラスチック材質で、且つ1個の穿孔を備え、穿孔の長さが連結部材の長さよりやや小さい。連結部材2の長さは200mm、300mm或いは400mmの時、太陽電池モジュールのフレーム1の変形量が極小となる。連結部材2の長さが400mmを超えた時、太陽電池モジュールのフレーム1の変形量が顕著に増加するが、全体的な周縁部分はやはり一定の強度を維持している。連結部材2の長さを引き続き増加させた時、太陽電池モジュールのフレーム1の強度は徐々に弱くなる。連結部材2の長さが長すぎる時(例えば800mm)、締付孔から第1セグメント111の第2外枠12と連結する一端までの距離と第1セグメント111の他端までの距離は、上記倍数関係に適合したとしても、穿孔を備える連結部材2がやはり長すぎることによって連結部材2の機械的強度が低下しすぎて太陽電池モジュールのフレーム1全体が一定の機械的強度を維持できない。また、連結部材2の穿孔箇所にリブを増設する場合、連結部材2の強度を増加できることで、連結部材2と穿孔の長さを更に長くことができる。
このほか、本発明に係る太陽電池モジュールのフレームは、加工容易性の連結部材を利用して本来フレームの一部セグメントを代替とするため、やはり従来フレームの機械的強度を維持できる。また本発明に係る太陽電池モジュールのフレームの連結部材は、単壁構造を採用し、従来のフレーム全体が二重壁構造を採用して製造されたものに比べて製造コストの無駄を更に削減できる。
11 第1外枠
111 第1セグメント
1111 外壁
1112 支持壁
1113 第1挟持壁
1114 第2挟持壁
1115 内壁
112 第2セグメント
12 第2外枠
2 連結部材
21 第1連結端部
22 第2連結端部
231 外壁
232 支持壁
233 第1挟持壁
234 第2挟持壁
235 内壁
24 金属導線
25 パッド
3 太陽電池モジュール
Claims (15)
- 互いに対向する2つの第1外枠と、互いに対向する2つの第2外枠とを含み、少なくとも1つの前記第1外枠は第1セグメントと第2セグメントとを含み、前記第1セグメントの一端が前記第2外枠の一端に連結し、且つ、前記第2セグメントの一端が別の前記第2外枠の一端に連結する太陽電池モジュールのフレームであって、
互いに対向する第1連結端部と第2連結端部とを備え、前記第1連結端部は第1セグメントの他端に連結し、且つ、前記第2連結端部が前記第2セグメントの他端に連結する少なくとも1つの連結部材を含み、
前記第1セグメントと前記第2セグメントと前記連結部材は、
第1側辺と前記第1側辺に平行する第2側辺とを備える外壁と、
前記第1側辺に連結し、且つ、前記外壁と直交する支持壁と、
前記第2側辺に連結し、且つ、前記外壁と直交する第1挟持壁と、
前記外壁と直交するように連結し、且つ、前記第1挟持壁に平行して前記第1挟持壁と一定の間隔をあける第2挟持壁とを含み、
前記第1セグメントと前記第2セグメントは、
前記第2挟持壁、及び、前記支持壁と直交するように連結し、且つ、前記外壁に平行して前記外壁と一定の間隔をあける内壁を更に含み、
前記連結部材の長手方向に沿って設けられる金属導線を更に含み、前記金属導線の一端が前記第1連結端部から露出して、前記第1セグメントの前記外壁、前記支持壁、前記第2挟持壁、または、前記内壁に接触し、前記金属導線の他端は前記第2連結端部から露出して、前記第2セグメントの前記外壁、前記支持壁、前記第2挟持壁、または、前記内壁に接触することを特徴とする、
太陽電池モジュールのフレーム。 - 前記連結部材の前記第1連結端部は、前記第1セグメントの前記外壁と前記支持壁と前記第2挟持壁と前記内壁の間と締まりばめにし、前記連結部材の前記第2連結端部が前記第2セグメントの前記外壁と前記支持壁と前記第2挟持壁と前記内壁の間と締まりばめにす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フレーム。
- 前記連結部材は、内壁を更に含み、前記内壁が前記連結部材の前記第2挟持壁と前記支持壁と直交するように連結し、且つ、前記連結部材の前記外壁に平行して前記連結部材の前記外壁と一定の間隔をあけ、前記連結部材の前記内壁は前記第1連結端部と前記第2連結端部の間に位置し、前記第1セグメント、或いは、前記第2セグメントの前記内壁に連結す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のフレーム。
- 前記連結部材の前記外壁は、少なくとも1個の穿孔を含む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のフレーム。
- 前記連結部材の前記外壁と前記内壁は、少なくとも1個の穿孔を各々含むことを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュールのフレーム。
- 前記連結部材は、前記第1連結端部、或いは、前記第2連結端部に設けられるパッドを更に含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのフレーム。
- 前記第1外枠は、前記第1セグメントに設けられる第1締付孔と、前記第2セグメントに設けられる第2締付孔とを更に含む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フレーム。
- 前記第1締付孔から前記第1セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離は、前記第1締付孔から前記第1セグメントの他端までの距離の1〜3倍とし、前記第2締付孔から前記第2セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離が前記第2締付孔から前記第2セグメントの他端までの距離の1〜3倍とすることを特徴とする請求項7に記載の太陽電池モジュールのフレーム。
- 前記第1締付孔から前記第1セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離は、前記第1締付孔から前記第1セグメントの他端までの距離の1.5〜2.5倍とし、前記第2締付孔から前記第2セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離が前記第2締付孔から前記第2セグメントの他端までの距離の1.5〜2.5倍とすることを特徴とする請求項8に記載の太陽電池モジュールのフレーム。
- 前記第1締付孔から前記第1セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離は、前記第1締付孔から前記第1セグメントの他端までの距離の2倍とし、前記第2締付孔から前記第2セグメントの前記第2外枠と連結する一端までの距離が前記第2締付孔から前記第2セグメントの他端までの距離の2倍とする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のフレーム。
- 前記第2外枠は、第1締付孔と第2締付孔とを更に含む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フレーム。
- 前記第1外枠の材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維、のいずれか、或いは、これらの組み合わせとす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フレーム。
- 前記第2外枠の材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維、のいずれか、或いは、これらの組み合わせとす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フレーム。
- 前記連結部材の材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維、のいずれか、或いは、これらの組み合わせとす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フレーム。
- 前記連結部材の材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維、のいずれか、或いは、これらの組み合わせとすることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュールのフレーム。
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