JP5889033B2

JP5889033B2 - 枠体、この枠体を備えた太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの設置構造並びに太陽電池モジュールの設置方法

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Publication number: JP5889033B2
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Inventors: 大輝山本
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Priority date: 2012-02-17
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Publication date: 2016-03-22
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Description

本発明は、太陽電池モジュールの枠体同士がつなぎ目部分において重なり合う構造の枠体、この枠体を備えた太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの設置構造並びに太陽電池モジュールの設置方法に関する。

住宅用の太陽光発電システムにおいて、これまでは太陽電池モジュールを既存の屋根に設置することが行われてきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、最近では、太陽電池モジュールに瓦の機能を持たせた瓦一体型太陽電池モジュールの開発が行われている（例えば、特許文献２参照）。瓦一体型太陽電池モジュールに求められる機能としては、発電システムとしての太陽電池モジュールに求められる機能に加えて、防火性、防水性等がある。防水性に関しては、太陽電池モジュール同士のつなぎ部から水が入り込まないようにする必要がある。さらに、太陽電池モジュールの輸送を考えた場合、平積みできるように、枠体の高さが同じになる構造にしておく必要がある。

特許文献１には、上下に配置された太陽エネルギー変換パネルの隣接する上下のフレーム同士を互いに密着し、かつ、各太陽エネルギー変換パネルの上下のフレームの屋根の傾斜面から上面までの高さを同じにし、さらに、下フレームの端面から突出する部分を短くしてキャップを不要としてフレームの段差を解消した太陽エネルギー変換装置が開示されている。

また、特許文献２には、太陽電池パネルの第１枠に設けられたカバー部に、枠部の上面と平行に延長突出させた延長部を設け、この延長部と枠部の上面との間に凹部を形成することにより、延長部を雪止め部とする太陽電池屋根の雪止め構造が開示されている。

特開平９−２７９７９０号公報特開平８−１３７２５号公報

特許文献１に記載の太陽電池エネルギー変換装置では、上下のフレームの高さが同じ高さとなっているが、そのつなぎ部は、切欠き部に耳部を嵌め合わせた構造となっている。そのため、耳部の先端と切欠き部の段差部との間に雨水等が浸入する可能性があり、浸入した雨水等は段差部があることから外部（雨の当たるフレームの表面側）には排出されず、つなぎ部の内部に浸入する可能性が高いといった問題があった。

また、特許文献２に記載の太陽電池屋根では、つなぎ部同士は重なっているため水は入りにくいが、枠体の高さが異なるため、平積みしていくと次第に斜めになっていく。そのため、そのまま平積みして搬送することができないといった問題があった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、つなぎ部からの雨水等の浸入を防止するとともに、平積みして搬送することが可能な枠体、この枠体を備えた太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの設置構造並びに太陽電池モジュールの設置方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の枠体は、太陽電池モジュール本体の周縁部を長尺状の４つの枠片で保持する構造の枠体であって、対向する２つの枠片のうち第１枠片は、長手方向に直交する高さ方向の上端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設された重なり片と、前記高さ方向の下端部から前記太陽電池モジュール本体の底面側に横方向に延設され、延設先端部が断面コ字状に屈曲形成された嵌め込み受け片とを備え、前記対向する２つの枠片のうち第２枠片は、上端面と長手方向に直交する高さ方向の下端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設され、その途中で階段状に屈曲形成された嵌め込み片とを備え、前記第１枠片と前記第２枠片とは、長手方向に直交する高さ方向が同じ高さに形成されており、一つの枠体の前記嵌め込み片の屈曲先端部は、他の枠体の前記嵌め込み受け片の前記断面コ字状の部分に嵌め込む構造とされ、かつ、一つの枠体の前記嵌め込み片の前記屈曲先端部を他の枠体の前記嵌め込み受け片の前記断面コ字状の部分に上下から挟み込むように嵌め込んだ状態において、前記他の枠体の前記重なり片が、前記一つの枠体の前記上端面に重なる構成とされていることを特徴としている。

本発明によれば、太陽電池モジュール本体の周縁部を枠体で保持した構造の太陽電池モジュールを隣接配置する場合、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片同士が重なり合う構造となっているので、太陽電池モジュール同士のつなぎ目部分（枠体の重なり部分）へ水が入り込むことを防止若しくは低減することができる。また、第1枠片と第２枠片の高さを同じにすることで、平積みしたとき水平に保つことかできるので、搬送時にそのまま積み重ねて搬送することができる。

また、本発明の枠体によれば、前記第２枠片は、前記高さ方向の上端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設された重なり受け片を備え、前記他の枠体の前記第１枠片に設けられた前記重なり片が、前記一つの枠体の前記第２枠片に設けられた前記重なり受け片上に重なる構成とされている。

この構成によれば、太陽電池モジュール本体の周縁部を枠体で保持した構造の太陽電池モジュールを隣接配置する場合、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片同士において、重なり片を重なり受け片で嵌合させることで、施工作業の簡略化が可能となる。

また、本発明の枠体によれば、前記第１枠片の外側面に第１水受け部が設けられ、前記第２枠片の外側面に前記一方側水受け部に対向して第２水受け部が設けられた構成としている。

この構成によれば、太陽電池モジュール本体の周縁部を枠体で保持した構造の太陽電池モジュールを隣接配置する場合、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片間に水受け部を設けることで、枠体の表面から浸入してきた水をこの水受け部で受け止めて流すことができる。これにより、屋根野地面に水が直接かかることを防止若しくは低減することができる。

また、本発明の枠体によれば、前記第２水受け部は、前記第２枠片の外側面から横方向に延設された第２横方向水受け片と、前記第２横方向水受け片の先端縁部から上方向に延設された縦方向水受け片とを備え、前記第１水受け部は、前記第１枠片の外側面から横方向に延設されて前記縦方向水受け片の上端縁部の少なくとも上方まで達する第１横方向水受け片を備えた構成としている。

この構成によれば、太陽電池モジュール本体の周縁部を枠体で保持した構造の太陽電池モジュールを隣接配置する場合、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片間に水受け部を設けることで、枠体の表面から浸入してきた水をこの水受け部で受け止めて、より確実に流すことができる。これにより、屋根野地面に水が直接かかることを防止若しくは低減することができる。

また、本発明の太陽電池モジュールは、上記各構成の枠体を用いて前記太陽電池モジュール本体が保持されている。この構成によれば、防水性に優れ、搬送にも適した太陽電池モジュールを提供することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造は、上記各構成の太陽電池モジュールを一方向に傾斜して設けられた設置面に設置する太陽電池モジュールの設置構造であって、前記設置面に、前記傾斜方向に沿って少なくとも２つの前記太陽電池モジュールが隣接配置され、前記一つの太陽電池モジュールの前記第１枠片が傾斜下流側に、前記第２枠片が傾斜上流側に配置され、前記一つの太陽電池モジュールの傾斜上流側に配置された前記他の太陽電池モジュールは、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片に設けられた前記嵌め込み片の前記屈曲先端部に、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた断面コ字状の前記嵌め込み受け片が前記屈曲先端部を上下から挟み込むようにして嵌め込まれ、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた前記重なり片が、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片の上端面に重なるように配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片同士が重なり合う構造となっているので、太陽電池モジュール同士のつなぎ目部分（枠体の重なり部分）から屋根野地面に水が入り込むことを防止し得る設置構造とすることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造によれば、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片に設けられた前記嵌め込み片が、固定部材によって前記設置面に固定された構成としている。この構成によれば、一つの太陽電池モジュールの第２枠片に設けられた嵌め込み片を、ビスやネジ等の固定部材によって設置面に固定することで、これに隣接配置される他の太陽電池モジュールの第１枠片は、第１枠片に設けられた嵌め込み受け片を、設置面に固定されている嵌め込み片に嵌め込むだけで設置面に固定できるので、設置面に直接固定する箇所を削減することができる。これにより、施工作業の簡略化ができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの設置方法は、一方向に傾斜して設けられた設置面に、上記各構成の太陽電池モジュールを、傾斜方向に沿って隣接配置して設置する方法であって、前記一つの太陽電池モジュールの前記第１枠片を傾斜下流側に配置し、前記第２枠片を傾斜上流側に配置して、前記一つの太陽電池モジュールを前記設置面に設置する工程と、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片に設けられた前記嵌め込み片の前記屈曲先端部に、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた断面コ字状の前記嵌め込み受け片を嵌め込んで前記屈曲先端部を上下から挟み込むとともに、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた前記重なり片を、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片の上端面に重なるように配置して、前記一つの太陽電池モジュールの傾斜上流側の前記設置面に前記他の太陽電池モジュールを設置する工程と、を含むことを特徴としている。

本発明によれば、一つの太陽電池モジュールを設置面に設置された一つの太陽電池モジュールに隣接配置する他の太陽電池モジュールは、一つの太陽電池モジュールの第２枠片に設けられた嵌め込み片に、他の太陽電池モジュールの第１枠片に設けられた嵌め込み受け片を嵌め込むだけで、第１枠片側を固定することができる。またこのとき、他の太陽電池モジュールの第１枠片に設けられた重なり片を、一つの太陽電池モジュールの第２枠片の上端面に重なるように配置することで、枠体表面からの水の浸入を防止若しくは低減することができる。すなわち、施工作業の簡略化につながり、作業時間を短くすることができるとともに、防水性に優れた太陽電池モジュールの設置方法を提供することができる。

本発明は上記のように構成したので、太陽電池モジュール本体の周縁部を枠体で保持した構造の太陽電池モジュールを隣接配置する場合、一つの太陽電池モジュールの枠体と他の太陽電池モジュールの枠体との対向する枠片同士が重なり合う構造となっているので、太陽電池モジュール同士のつなぎ目部分（枠体の重なり部分）から水が入り込むことを防止することができる。また、第1枠片と第２枠片の高さを同じにすることで、平積みしたとき水平に保つことかできるので、搬送時にそのまま積み重ねて搬送することができる。

本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。第１枠片の断面図である。第２枠片の断面図である。第３枠片の断面図である。第４枠片の断面図である。図１におけるＣ部分を矢符ｃ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＤ部分を矢符ｄ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＥ部分を矢符ｅ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＦ部分を矢符ｆ１方向から見た分解斜視図である。太陽電池モジュールを屋根上に敷設した状態を示す斜視図である。図１２のＧ−Ｇ線断面図である。図１２のＨ−Ｈ線断面図である。図１２のＩ部分を矢符ｉ１方向から見た斜視図である。図１２のＪ−Ｊ線断面図である。水樋の斜視図である。太陽電池モジュールを積み重ねた状態を示す正面から見た断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールに瓦の機能を持たせた瓦一体型太陽電池モジュールである。

図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、太陽電池モジュール本体２と、太陽電池モジュール本体２の周縁部を保持する枠体３とで構成されている。

本実施形態では、太陽電池モジュール本体２は特に限定されるものではなく、例えば、単結晶、多結晶、薄膜等のシリコン系太陽電池、ＧａＡｓ,ＣｄＴｅ,ＣｄＳ等の化合物系太陽電池、色素増感、有機薄膜等の有機系太陽電池等を挙げることができる。

枠体３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部を保持する長尺状の４つの枠片で構成されており、太陽電池モジュール本体２の長辺側を保持する長尺状の第１枠片１０及び第２枠片２０と、太陽電池モジュール本体２の短辺側を保持する長尺状の第３枠片３０及び第４枠片４０とで構成されている。

各枠片１０，２０，３０，４０は、アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されている。第１枠片１０は、太陽電池モジュール本体２における住宅軒側に位置する縁部を保持している。第２枠片２０は、太陽電池モジュール本体２における住宅棟側に位置する縁部を保持している。第３枠片３０及び第４枠片４０は、太陽電池モジュール本体２の左右両側縁部をそれぞれ保持すると共に、その両端部を、第１枠片１０及び第２枠片２０の両端部に連結している。

次に、これら各枠片１０，２０，３０，４０の構成について説明する。

図４は、第１枠片１０の断面図、図５は、第２枠片２０の断面図、図６は、第３枠片３０の断面図、図７は、第４枠片４０の断面図である。また、図８は、図１におけるＣ部分を矢符ｃ１方向から見た分解斜視図、図９は、図１におけるＤ部分を矢符ｄ１方向から見た分解斜視図、図１０は、図１におけるＥ部分を矢符ｅ１方向から見た分解斜視図、図１１は、図１におけるＦ部分を矢符ｆ１方向から見た分解斜視図である。

＜第１枠片１０の説明＞
図２及び図４に示すように、第１枠片１０は、太陽電池モジュール本体２を保持するときの脚部となる長尺状の主板１１を備えており、主板１１の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面（以下、右側面という。）１１ａに、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片１２ａ，１２ｂが水平に延設されている。

一方、右側面１１ａと反対側の他側面（以下、左側面という。）１１ｂには、その上端部から太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に重なり片１３が延設されており、この重なり片１３の下部の左側面１１ｂに、同じく太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に第1横方向水受け片（第１水受け部）１４が延設されている。第1横方向水受け片１４の横方向の長さは、重なり片１３の横方向の長さより十分短く設定されている。

一方、主板１１の右側面１１ａの下端部には、太陽電池モジュール本体２の底面側に向かって横方向に嵌め込み受け片１５が延設されている。嵌め込み受け片１５は、主板１１の右側面１１ａから横方向に延設された後、下方に屈曲され、さらに、主板１１側に向かって横方向に屈曲された鉤形形状となっている。

一方、主板１１の左側面１１ｂの下端部（より具体的には、嵌め込み受け片１５と対向する位置）には、太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって下側リブ片１６が延設されている。下側リブ片１６の長さは、重なり片１３の横方向の長さより十分短く設定されている。

さらに、主板１１の右側面１１ａには、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上側の保持片１２ｂと嵌め込み受け片１５との間に、上下に所定の間隔を存して一対のネジホール部１７が設けられている。ネジホール部１７は、断面Ｃ字状に形成されているが、断面が完全な円筒形状であってもよい。

また、図８及び図１１に示すように、第１枠片１０の両端部は、下側のネジホール部１７より下部側の構成部材が一定長さＬ１だけ切り欠かれている。具体的には、下側のネジネール部１７より下側の主板１１、嵌め込み受け片１５及び下側リブ片１６が一定長さＬ１だけ切り欠かれている。この切欠き部は、後述する水樋５０との接触を避けるために設けられている。

＜第２枠片２０の説明＞
図２及び図５に示すように、第２枠片２０は、太陽電池モジュール本体２を保持するときの脚部となる長尺状の主板２１を備えており、主板２１の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面（以下、左側面という。）２１ｂに、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片２２ａ，２２ｂが水平に延設されている。

一方、左側面２１ｂと反対側の他側面（以下、右側面という。）２１ａには、その上端部から太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に重なり受け片２３が延設されており、この重なり受け片２３の下部の右側面２１ａに、同じく太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に第２水受け部２４が延設されている。第２水受け部２４は、右側面２１ａから横方向に延設された第２横方向水受け片２４ａと、第２横方向水受け片２４ａの先端縁部から上方向に延設された縦方向水受け片２４ｂとを備えており、この縦方向水受け片２４ｂの上端部と重なり片２３の先端部との間の隙間が、水受け口となっている。

また、主板２１の右側面２１ａの下端部には、太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に嵌め込み片２５が延設されている。横方向に延設された嵌め込み片２５は、その途中が階段状に屈曲形成されており、その屈曲先端部２５ａが第１枠片１０の鉤形に形成された嵌め込み受け片１５に嵌め込み自在となっている。また、嵌め込み片２５の基端部側は、主板２１の左側面２１ｂ側に延設されており、主板２１と嵌め込み片２５とが逆Ｔ字状に連結されるように構成されている。

さらに、主板２１の左側面２１ｂには、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上側の保持片２２ｂと嵌め込み片２５の延設部との間に、上下に所定の間隔を存して一対のネジホール部２７が設けられている。ネジホール部２７は、断面Ｃ字状に形成されているが、断面が完全な円筒形状であってもよい。

また、図９及び図１０に示すように、第２枠片２０の両端部は、下側のネジホール部２７より下部側の構成部材が一定長さＬ１だけ切り欠かれている。具体的には、下側のネジネール部２７より下側の主板２１及び嵌め込み片２５が一定長さＬ１だけ切り欠かれている。この切欠き部は、後述する水樋５０との接触を避けるために設けられている。

上記構成において、第１枠片１０の高さと第２枠片２０の高さＴ２０とは同じ高さ（Ｔ１０＝Ｔ２０）に形成されている。

＜第３枠片３０の説明＞
図３及び図６に示すように、第３枠片３０は、本実施形態では太陽電池モジュール本体２の左側の短辺を保持する枠体であって、矩形の閉断面を有する主体部３１を備えていると共に、この主体部３１の上面の外側端（図６では左側端）から上方に延びた後、内側（主体部３１の上面側）に屈曲された延長屈曲片３２が設けられている。この延長屈曲片３２と主体部３１の上面３１ａとで太陽電池モジュール本体２の短辺側の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片を構成している。また、延長屈曲片３２の基端部から外側方向（主体部３１の上面３１ａと反対方向）に向かって横方向に短辺側下水受け片３４が延設されている。この短辺側下水受け片３４は、先端部が上方に屈曲された屈曲先端部３４ａを備えている。また、主体部３１の下面の内側端（図６では右側端）から横方向に延設されて下側リブ片３５が設けられている。

また、図１０及び図１１に示すように、第３枠片３０の両端部は、主体部３１の外壁面を長手方向に延設した取付片３６となっており、この取付片３６に、第１枠片１０のネジボール部１７にネジ部材を取り付けるためのネジ穴３７（図１１参照）、及び第２枠片２０のネジボール部２７にネジ部材を取り付けるためのネジ穴３８（図１０参照）が設けられている。

ただし、第１枠片１０の端部に対峙する一方の取付片３６（図１１参照）は、第１枠片１０の主板１１まで長手方向（横方向）に延設されており、第１枠片１０の重なり片１３や第1横方向水受け片１４、及び下側リブ片１６は被覆しない構成となっている。同様に、第２枠片２０に対峙する他方の取付片３６（図１０参照）は、第２枠片２０の主板２１まで長手方向（横方向）延設されており、第２枠片２０の重なり受け片２３や第２水受け部２４、及び嵌め込み片２５は被覆しない構成となっている。すなわち、第1横方向水受け片１４や第２水受け部２４の端部を閉鎖しない構成となっている。

＜第４枠片４０の説明＞
図３及び図７に示すように、第４枠片４０は、本実施形態では太陽電池モジュール本体２の右側の短辺を保持する枠体であって、矩形の閉断面を有する主体部４１を備えていると共に、この主体部４１の上面の外側端（図７では右側端）から上方に延びた後、内側（主体部３１の上面側）に屈曲された延長屈曲片４２が設けられている。この延長屈曲片４２と主体部４１の上面４１aとで太陽電池モジュール本体２の短辺側の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片を構成している。また、延長屈曲片４２の屈曲部から外側方向（主体部４１の上面と反対方向）に向かって横方向に短辺側上水受け片４４が延設されている。この短辺側上水受け片４４は、先端部が下方に屈曲された屈曲先端部４４ａを備えている。また、主体部４１の下面の内側端（図７では左側端）から横方向に延設されて下側リブ片４５が設けられている。

また、図８及び図９に示すように、第４枠片４０の両端部は、主体部４１の外壁面を長手方向に延設した取付片４６となっており、この取付片４６に、第１枠片１０のネジボール部１７にネジ部材を取り付けるためのネジ穴４７（図８参照）、及び第２枠片２０のネジボール部２７にネジ部材を取り付けるためのネジ穴４８（図９参照）が設けられている。

ただし、第１枠片１０の端部に対峙する一方の取付片４６（図８参照）は、第１枠片１０の主板１１まで長手方向（横方向）に延設されており、第１枠片１０の重なり片１３や第1横方向水受け片１４、及び下側リブ片１６は被覆しない構成となっている。同様に、第２枠片２０に対峙する他方の取付片４６（図９参照）は、第２枠片２０の主板２１まで長手方向（横方向）延設されており、第２枠片２０の重なり受け片２３や第２水受け部２４、及び嵌め込み片２５は被覆しない構成となっている。すなわち、第1横方向水受け片１４や第２水受け部２４の端部を閉鎖しない構成となっている。

上記構成において、第３枠片３０の高さＴ３０と、第４枠片４０の高さＴ４０とは、同じ高さ（Ｔ３０＝Ｔ４０）となるように形成されている。一方、第３枠片３０及び第４枠片４０の高さは、第１枠片１０及び第２枠片２０の高さよりも低くなるように形成されている。具体的には、第３枠片３０及び第４枠片４０の高さは、第１枠片１０及び第２枠片２０の高さよりも約５ｍｍ低くなっている。第３枠片３０及び第４枠片４０の高さは、第１枠片１０及び第２枠片２０の高さよりも低くなるように形成することで、後で述べる水樋５０を第３枠片３０及び第４枠片４０の下に設置することが可能となる。

上記構成の各枠片１０，２０，３０，４０を用いて、太陽電池モジュール１を次のように組み立てる。

まず、太陽電池モジュール本体２の周端部に、図示しない端面封止部材が嵌め込まれる。この端面封止部材は、太陽電池モジュール本体２の端部の外形に沿って形成された枠形状をしており、例えばエラストマー樹脂により形成されている。そして、この端面封止部材が嵌め込まれた太陽電池モジュール本体２の周端部のうち、長辺側の対向する縁部に、第１枠片１０の保持片１２ａ，１２ｂと第２枠片２０の保持片２２ａ，２２ｂとをそれぞれ嵌め込み（図２参照）、短辺側の対向する縁部に、第３枠片３０の延長屈曲片３２と主体部３１の上面３１ａとからなる保持片と、第４枠片４０の延長屈曲片４２と主体部４１の上面４１ａとからなる保持片とをそれぞれ嵌め込む（図３参照）。

そして、図１０及び図１１に示すように、第１枠片１０の端部及び第２枠片２０の端部と、第３枠片３０の両端部の取付片３６とをそれぞれ対峙させ、各取付片３６の外側からネジ部材６０をネジ穴３７，３８にそれぞれ通して、対峙する第１枠片１０及び第２枠片２０の各ネジホール部１７，２７にねじ込む。

同様に、図８及び図９に示すように、第１枠片１０の端部及び第２枠片２０の端部と、第４枠片４０の両端部の取付片４６とをそれぞれ対峙させ、各取付片４６の外側からネジ部材６０をネジ穴４７，３８にそれぞれ通して、対峙する第１枠片１０及び第２枠片２０の各ネジホール部１７，２７にねじ込む。

これにより、図１ないし図３に示すように、太陽電池モジュール本体２の周縁部が４つの枠片１０，２０，３０，４０によって保持される。

このようにして組み立てられた太陽電池モジュール１を、本実施形態では設置面である屋根上に順次敷設していく。

図１２は、太陽電池モジュール１を屋根上に敷設した状態を示す斜視図であり、図中左下側が軒側、右上側が棟側である。なお、図１２では、隣接して敷設された４つの太陽電池モジュール１のみを図示している。また、図１３は、図１２のＧ−Ｇ線断面図、図１４は、図１２のＨ−Ｈ線断面図、図１５は、図１２のＩ部分を矢符ｉ１方向から見た斜視図、図１６は、図１５のＪ−Ｊ線断面図、図１７は、水樋の斜視図である。ここで、以下の説明では、軒側を傾斜下流側（以下、単に下側）、棟側を傾斜上流側（以下、単に上側）ともいう。

屋根上への敷設に際し、まず、下側から上側に向かって敷設していく場合を説明し、その後で、横方向に敷設していく場合を説明する。

＜上下方向への敷設構造の説明＞
屋根上への敷設に際し、太陽電池モジュール１は、第１枠片１０側を下側（軒側）に、第２枠片２０を上側（棟側）にして配置し、下側の太陽電池モジュール１の第２枠片２０と上側の太陽電池モジュール１の第１枠片１０とが重なり合うように配置していく。

すなわち、図１３に示すように、下側の第２枠片２０に設けられた嵌め込み片２５を、上側の太陽電池モジュール１の第１枠片１０に設けられた嵌め込み受け片１５に嵌め込み、かつ、第１枠片１０に設けられた重なり片１３を、第２枠片２０の上端面（より具体的には、上側の保持片２２ａの上面）に重なるように配置する。

このように、対向する下側の太陽電池モジュール１の第２枠体２０と上側の太陽電池モジュール１の第１枠体１０とが重なり合う構造となっているので、太陽電池モジュール１同士のつなぎ目部分（枠体の重なり部分）から水が入り込むことを防止することができる。

また、本実施形態では、第２枠片２０は、主板２１の右側面２１ａの上端部から太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に重なり受け片２３が延設されており、第１枠片１０の重なり片１３は、この重なり受け片２３にも重なる構成となっている。このように、重なり片１３を重なり受け片２３で受けることで、重なり部分の面積が増大し、重なり状態がより安定することになる。

さらに、本実施形態では、第２枠片２０の外側面に、第２横方向水受け片２４ａと縦方向水受け片２４ｂとからなる第２水受け部２４が設けられ、第１枠片１０の外側面に、第1横方向水受け片（第１水受け部）１４が設けられており、第1横方向水受け片１４は、縦方向水受け片２４ｂの上端縁部の上方よりさらに第２枠体に近い位置まで達するように設けられている。

このように、隣接する太陽電池モジュール１同士の対向する枠片間に第２水受け部２４を設けることで、枠体の表面から侵入し、第１枠体の第1水受け片１４を伝った水を、第２水受け部２４で受け止めて、第２水受け部２４内を下側の端部に向かって流すことができる。これにより、屋根野地面上に雨水等が直接かかることを防止することができる。

なお、太陽電池モジュール１の屋根上への固定については、第２枠片２０のみを屋根上に固定し、これに対向する第１枠片１０については、固定部材による固定は行わない。すなわち、第２枠片２０の嵌め込み片２５をビスやネジ等の固定部材（図示省略）によって長手方向の２箇所を固定し、これに対向する第１枠片１０については、嵌め込み受け片１５を第２枠片２０の嵌め込み片２５の屈曲先端部２５ａに嵌め込むことで屋根上に固定する。

このように、下側の太陽電池モジュール１の第２枠片２０に設けられた嵌め込み片２５を、ビスやネジ等の固定部材によって屋根上に固定することで、その上側に隣接配置される太陽電池モジュール１の第１枠片１０は、第１枠片１０に設けられた嵌め込み受け片１５を、嵌め込み片２５に嵌め込むだけで屋根上に固定できる。これにより、固定部材によって屋根上に直接固定する箇所を削減することができるので、屋根といった足場の悪い場所での設置作業が容易となる。また、固定部材を減らすことができるので、コストを削減できるとともに、敷設現場での部品数が減るため、設置作業ミスも減らすことが可能である。

第２枠片２０の重力は、第１枠片１０にかかることになる。よって、第１枠片１０と、第２枠片２０を接続するための連結部材も不要となる。

＜横方向への敷設構造の説明＞
横方向については、図１４ないし図１６に示すように、第３枠片３０の短辺側下水受け片３４と第４枠片４０の短辺側上水受け片４４とが上下に対峙し、かつ、第３枠片３０の短辺側下水受け片３４の屈曲先端部３４ａが第４枠片４０の延長屈曲片４２の外面に当接し、第４枠片４０の短辺側上水受け片４４の屈曲先端部４４ａが第３枠片３０の延長屈曲片３２の外面に当接するようにして隣接配置する。すなわち、短辺側上水受け片４４と短辺側下水受け片３４とが上下に重なり合う構造（嵌合構造）となっている。

このように、左右に隣接する太陽電池モジュール１の第３枠体３０と第４枠体４０とのつなぎ目部分が上下に重なり合う構造となっているので、左右に隣接する太陽電池モジュール１同士の短辺側のつなぎ目部分（枠体の重なり部分）から水が入り込むことを防止することができる。

上記の配置構成によれば、隣接する第３枠片３０と第４枠片４０との間には、短辺側下水受け片３４と短辺側上水受け片４４とが嵌まり合うだけの隙間Ｐが生じている。そこで、本実施形態では、この隣接する第３枠片３０と第４枠片４０との間に排水用の水樋５０を上下方向に配置している。すなわち、第３枠片３０と第４枠片４０とは、屋根上に敷設された水樋５０上に配置されている。

この水樋５０は、図１７に示すように、上側（棟側）から下側（軒側）に向かって縦長に形成された長尺状の板体である樋本体５１を備えており、この樋本体５１の上面に、幅方向に沿って一定の間隔を存して縦方向に延びた一対の導水壁５２が形成されている。すなわち、樋本体５１と一対の導水壁５２とで断面上向きコ字状の溝部５３を形成し、この溝部５３内に、第３枠片３０と第４枠片４０とが配置された構成となっている。

ここで、上記したように、第３枠片３０及び第４枠片４０は、第１枠片１０及び第２枠片２０より高さが低く形成されている。そのため、水樋５０上に配置された第３枠片３０及び第４枠片４０は、その底面３１ｂ，４１ｂが、溝部５３の底面である樋本体５１から浮いた状態で配置されている。このように、第３枠片３０及び第４枠片４０を、水樋５０の溝部５３から浮いた状態とすることで、第３枠片３０及び第４枠片４０と溝部５３との間の隙間にも水が流れる構造となる。これにより、水の流れる流路を十分に確保することができる。また、相対的に導水壁５２の高さを低くすることが可能となる。さらに、第３枠片３０及び第４枠片４０を、水樋５０の溝部５３から浮いた設計とすることで、太陽電池モジュールを設置する際の、施工誤差を吸収することができる。

また、第３枠片３０及び第４枠片４０と水樋５０とは接触しない構造となっている。すなわち、第３枠片３０及び第４枠片４０と水樋５０とはビス止め等での接続を行っていない。太陽電池モジュール１にはサイズの差やそり等があり、また、必ずしも平面でない屋根上に水樋５０を設置している。そのため、太陽電池モジュール１の枠体３と水樋５０とをビス止めしてしまうと、水樋５０に負荷がかかることになるが、本実施形態のように、枠体３と水樋５０とをビス止めしない構造とすることで、施工誤差を吸収し、水樋５０にかかる負荷を軽減することができる。

一方、横枠片である第１枠片１０及び第２枠片２０は、上記したように両端部の下部側が一定長さＬ１だけ切りかかれている。そのため、第１枠片１０及び第２枠片２０と水樋５０との配置構成については、図１５及び図１６に示すように、切欠き部が水樋５０を跨ぐように配置されている。なお、図１５及び図１６は、第２枠片２０と水樋５０との配置構成であるが、第１枠片１０と水樋５０との配置構成も全く同じである。

本実施の形態では、水樋５０を敷設した後で、複数枚の太陽電池モジュール１を敷設した。第１枠片１０及び第２枠片２０の両端部が水樋５０を跨ぐように配置されており、水樋５０と直接接触しない構造となっている。そのため、例えば、複数枚の太陽電池モジュール１を屋根上に敷設した後で、水樋５０を敷設することも可能である。

なお、図１６に示すように、縦枠である第３枠体３０と第４枠体４０は、つなぎ目部分が重なりあう構造となっている。第３枠体３０は短辺側下水受け片３４があるため、つなぎ目部分から水が入り込むことを防いでいるが、もし水が入り込んでしまった場合でも、短辺側下水受け片３４を水が通り、水樋５０上に水がおちることになる（図中、矢符Ｗ１により示す）。同様に、横枠である第1枠体１０と第２枠体２０も、つなぎ目部分が重なり合う構造となっている。よって、つなぎ目部分から水が入り込むことを防いでいるが、もし水が入り込んでしまった場合でも、第１横方向水受け部２４を水が通り、水桶５０上に水がおちることになる（図中、矢符号Ｗ２により示す）。

言い換えると、水桶５０は、各太陽電池モジュールのつなぎ目の２次防水の機能を有することになる。

本実施形態では、横枠である第１枠片１０と第２枠片２０とは、高さ方向が同じ高さ（Ｔ１０＝Ｔ２０）となるように形成されている。従って、これら枠片１０，２０によって支持された太陽電池モジュール１を、搬送するために平積みしたとき、図１８に示すように、各段の太陽電池モジュール１を水平に保つことができる。これにより、搬送時にそのまま積み重ねて搬送することができ、かつ、搬送時の振動等に対しても安定して搬送することができる。

なお、上記実施形態では、本発明の太陽電池モジュールを屋根に設置する場合について説明しているが、広い敷地に設置された設置架台上に本発明の太陽電池モジュールを多数設置して、大規模な太陽光発電システムとして適用することも可能である。

また、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１太陽電池モジュール
２太陽電池モジュール本体
３枠体
１０第１枠片
１１主板
１１ａ一側面（右側面）
１１ｂ他側面（左側面）
１２ａ，１２ｂ保持片
１３重なり片
１４第１横方向水受け片（第１水受け部）
１５嵌め込み受け片
１６下側リブ片
１７ネジホール部
２０第２枠片
２１主板
２１ａ他側面（右側面）
２１ｂ一側面（左側面）
２２ａ，２２ｂ保持片
２３重なり受け片
２４第２水受け部
２４ａ第２横方向水受け片
２４ｂ縦方向水受け片
２５嵌め込み片
２５ａ屈曲先端部
２７ネジホール部
３０第３枠片
３１主体部
３１ａ上面
３２延長屈曲片
３４短辺側下水受け片
３４ａ屈曲先端部
３５下側リブ片
３６取付片
３７，３８ネジ穴
４０第４枠片
４１主体部
４２延長屈曲片
４４短辺側上水受け片
４４ａ屈曲先端部
４５下側リブ片
４６取付片
４７，４８ネジ穴
５０水樋
５１樋本体
５２導水壁
５３溝部
６０ネジ部材

Claims

太陽電池モジュール本体の周縁部を長尺状の４つの枠片で保持する構造の枠体であって、
対向する２つの枠片のうち第１枠片は、長手方向に直交する高さ方向の上端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設された重なり片と、前記高さ方向の下端部から前記太陽電池モジュール本体の底面側に横方向に延設され、延設先端部が断面コ字状に屈曲形成された嵌め込み受け片とを備え、
前記対向する２つの枠片のうち第２枠片は、上端面と長手方向に直交する高さ方向の下端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設され、その途中で階段状に屈曲形成された嵌め込み片とを備え、
前記第１枠片と前記第２枠片とは、長手方向に直交する高さ方向が同じ高さに形成されており、
一つの枠体の前記嵌め込み片の屈曲先端部は、他の枠体の前記嵌め込み受け片の前記断面コ字状の部分に嵌め込む構造とされ、かつ、一つの枠体の前記嵌め込み片の前記屈曲先端部を他の枠体の前記嵌め込み受け片の前記断面コ字状の部分に上下から挟み込むように嵌め込んだ状態において、前記他の枠体の前記重なり片が、前記一つの枠体の前記上端面に重なる構成とされていることを特徴とする枠体。
請求項１に記載の枠体であって、
前記第２枠片は、前記高さ方向の上端部から前記太陽電池モジュール本体とは反対側に横方向に延設された重なり受け片を備え、
前記他の枠体の前記重なり片が、前記一つの枠体の前記重なり受け片上に重なる構成とされていることを特徴とする枠体。
請求項１または請求項２に記載の枠体であって、
前記第１枠片の外側面に第１水受け部が設けられ、前記第２枠片の外側面に前記第１水受け部に対向して第２水受け部が設けられていることを特徴とする枠体。
請求項３に記載の枠体であって、
前記第２水受け部は、前記第２枠片の外側面から横方向に延設された第２横方向水受け片と、前記第２横方向水受け片の先端縁部から上方向に延設された縦方向水受け片とを備え、前記第１水受け部は、前記第１枠片の外側面から横方向に延設されて前記縦方向水受け片の少なくとも上端縁部の上方まで達する第１横方向水受け片を備えていることを特徴とする枠体。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の枠体を用いて前記太陽電池モジュール本体が保持されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項５に記載の太陽電池モジュールを一方向に傾斜して設けられた設置面に設置する太陽電池モジュールの設置構造であって、
前記設置面に、前記傾斜方向に沿って少なくとも２つの前記太陽電池モジュールが隣接配置され、
前記一つの太陽電池モジュールの前記第１枠片が傾斜下流側に、前記第２枠片が傾斜上流側に配置され、前記一つの太陽電池モジュールの傾斜上流側に配置された前記他の太陽電池モジュールは、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片に設けられた前記嵌め込み片の前記屈曲先端部に、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた断面コ字状の前記嵌め込み受け片が前記屈曲先端部を上下から挟み込むようにして嵌め込まれ、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた前記重なり片が、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片の上端面に重なるように配置されていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
請求項６に記載の太陽電池モジュールの設置構造であって、
前記一つの太陽電池モジュールの前記嵌め込み片が、固定部材によって前記設置面に固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
一方向に傾斜して設けられた設置面に、請求項５に記載の太陽電池モジュールを、傾斜方向に沿って隣接配置して設置する方法であって、
前記一つの太陽電池モジュールの前記第１枠片を傾斜下流側に配置し、前記第２枠片を傾斜上流側に配置して、前記一つの太陽電池モジュールを前記設置面に設置する工程と、
前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片に設けられた前記嵌め込み片の前記屈曲先端部に、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた断面コ字状の前記嵌め込み受け片を嵌め込んで前記屈曲先端部を上下から挟み込むとともに、前記他の太陽電池モジュールの前記第１枠片に設けられた前記重なり片を、前記一つの太陽電池モジュールの前記第２枠片の上端面に重なるように配置して、前記一つの太陽電池モジュールの傾斜上流側の前記設置面に前記他の太陽電池モジュールを設置する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。