JP5946093B2

JP5946093B2 - 太陽電池モジュールの支持構造およびその支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法

Info

Publication number: JP5946093B2
Application number: JP2012225650A
Authority: JP
Inventors: 和也毛利
Original assignee: JFE Galvanizing and Coating Co Ltd
Current assignee: JFE Galvanizing and Coating Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: JP2014077288A

Description

本発明は、太陽電池モジュールの支持構造およびその支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法に関するものである。

太陽電池モジュールは、屋根板材に固定可能な装置を介して固定、支持するのが一般的であり、その構造としては、例えば、特許文献１に開示されているような、太陽電池モジュールのフレームを載置する支持フレームと、この支持フレーム上に着脱可能に設けられ、該支持フレームとの間で挟み込むように配置されるカバーとを具備した構造のものが知られている。

特許第３７７６６３１号公報

ところで、上記先行文献１に開示された支持装置は、部品点数が多く、部品にかかるコストの上昇が避けられないとともに、取付作業に多大な工数を必要とする不具合があり、その改善が求められている。

本発明の課題は、構造の簡素化を図ることが可能であり、かつ、効率的な取付作業を実現できる太陽電池モジュールの支持構造およびその支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法を提案するところにある。

本発明は、太陽電池モジュールを屋根上に配列して固定支持する支持構造であって、太陽電池モジュールをその本体縁部において支持する受け部を備えた支持フレームと、この支持フレームに形成された貫通開孔に着脱自在に差し込み保持され、前記太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部との間で挟持する留め具からなることを特徴とする太陽電池モジュールの支持構造である。

上記の構成からなる太陽電池モジュールの支持構造においては、
１）留め具を、前記貫通開孔から露出する先端部及び後端部をそれぞれ挟持部として、前記支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持する楔型の板状片にて構成すること、
２）留め具を、基体の対向縁部にそれぞれ起立姿勢でもって設けられ、外力の付加により相互接近、離隔する向きに弾性変位可能な一対の側板と、これら側板の自由端にそれぞれ一体連結して貫通開孔に差し込み可能な一対の舌片とを備え、該貫通開孔をに差し込んだ該舌片の先端部をそれぞれ挟持部として、これら挟持部と支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持するハット型断面形状のクリップにて構成すること、
３）支持フレームの天面に設置され、前記支持フレームを留め具とともに覆い隠すカバーを設け、該カバーに、留め具を内側に収め、周壁の少なくとも一部分を該留め具の端部に当接させて該留め具を抜け止め保持する凹所を形成しておくこと、さらに、
４）カバーについては、軒側の縁部において立ち上がる雪止め片を設けておくこと、
が、本発明の課題解決のための具体的手段として好ましい。

また、本発明は、上記の構成からなる支持構造（請求項１に記載した支持構造）を適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、支持フレームを、屋根の上に予め設置されたベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部に載置し、次いで、留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込むとともに差し込んだ留め具と支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法である。

また、本発明は、上記の構成からなる支持構造（請求項２に記載した支持構造）を適用して太陽電池モジュールを適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、支持フレームを、屋根の上に予め設置されたベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部に載置し、次いで、前記楔型の板状片からなる留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込んで該受け部と該留め具の先端部、後端部のそれぞれの間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持し、さらに、雪止め片を有するカバーを、前記支持フレームの天面に配置して、該支持フレームを該留め具とともに覆い隠すとともに該留め具を抜け止め保持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法である。

さらに、本発明は、上記の構成からなる支持構造（請求項３に記載した支持構造）を適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、舌片を、支持フレームに形成された貫通開孔に予め差し込んで該留め具を該支持フレームに抜け止め保持しておき、抜け止め保持された留め具付きの支持フレームを、屋根の上に予め設置したベースに連結したのち、該舌片と支持フレームの受け部との間に太陽電池モジュールの本体縁部を嵌入させて挟持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法である。

上記の構成からなる本発明の太陽電池モジュールの支持構造においては、該支持構造を、太陽電池モジュールの本体縁部を支持する受け部を備えた支持フレームと、この支持フレームに形成された貫通開孔に着脱自在に差し込み保持され、前記太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部との間で挟持する留め具にて構成したため、構造の簡素化、部品点数の削減を図ることが可能となる。

また、上記の構成からなる本発明の太陽電池モジュールの支持構造によれば、留め具を、貫通開孔から露出する先端部及び後端部をそれぞれ挟持部として支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持する楔型の板状片にて構成したため、板状片を、支持フレームの貫通開孔に差し込むだけで太陽電池モジュールを固定、支持することが可能となり、取付が簡便であり、それにかかる時間の短縮化を図ることができる。

また、上記の構成からなる本発明の太陽電池モジュールの支持構造によれば、留め具を、基体の対向縁部にそれぞれ起立姿勢でもって設けられ、外力の付加により相互接近、離隔する向きに弾性変位可能な一対の側板と、これら側板の自由端にそれぞれ一体連結して前記貫通開孔に差し込み可能な一対の舌片とを備え、貫通開孔に差し込んだ舌片をそれぞれ挟持部として、これら挟持部と支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持するハット型断面形状をなすクリップにて構成したため、取付作業に先立ち、留め具を支持フレームに組み付けておくことが可能であり、そのための作業を屋根の上で行うのを省略することができる。

また、本発明の太陽電池モジュールの支持構造によれば、支持フレームの天面に設置され、前記支持フレームを留め具とともに覆い隠すカバーを設け、該カバーに、留め具を内側に収め、周壁の少なくとも一部分を該留め具の端部に当接させて該留め具を抜け止め保持する凹所を設けるようにしたため、太陽電池モジュールの固定、支持部を塵等から保護することが可能となるとともに、留め具の抜け出しを確実に防止することができる。

上記のカバーについては、軒側の縁部において立ち上がる雪止め片を設けるようにしたため、積雪があった場合においてその滑落を防止することが期待できる。

また、本発明の太陽電池モジュールの固定方法によれば、支持フレームを、屋根の上に予め設置されたベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を支持フレームの受け部に載置し、この状態で留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込んで該受け部と該留め具の間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持するようにしたため、留め具を、支持フレームの貫通開孔に差し込むだけの作業で太陽電池モジュールを支持フレームに固定、支持することができる。

また、本発明に従う固定方法によれば、支持フレームを、屋根の上に予め設置したベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部に載置し、次いで、楔型の板状片からなる留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込んで該受け部と該留め具の先端部、後端部のそれぞれ間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持し、さらに、雪止め片を有するカバーを、支持フレームの天面に配置して、該支持フレームを該留め具とともに覆い隠すとともに該留め具を抜け止め保持するようにしたため、太陽電池モジュールを、簡単な作業で確実に固定することができるとともに、固定、支持部における塵等からの保護、雪の滑落を防止することが期待できる。

さらに、本発明による太陽電池もジュールの固定方法によれば、舌片を、支持フレームに形成された貫通開孔に予め差し込んで留め具を該支持フレームに抜け止め保持しておき、抜け止め保持された留め具付きの支持フレームを、屋根の上に予め設置したベースに連結したのち、該舌片の先端部と支持フレームの受け部との間に太陽電池モジュールの本体縁部を嵌入させ挟持するようにしたため、太陽電池モジュールを簡便かつ、確実に固定、支持することができる。

本発明に従う太陽電池モジュールの支持構造の正面を単一の支持フレームについて模式的に示した図である。図１に示した支持構造を分解状態で示した外観斜視図である。図１に示した支持構造の支持フレームを単独で示した図である。本発明に従う支持構造を屋根の上に設置したベースに取り付けた状態を示した図である。太陽電池モジュールを屋根の上に配列した状態を一部分について示した図である。本発明に従う支持構造の他の実施の形態を示した図である。図６に示した支持構造を構成する留め具の外観斜視図である。図６に示した支持構造の外観斜視図である。図６に示した支持構造の組み付け状況を示した図である。図６に示した支持構造の組み付け状況を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明に従う太陽電池モジュールの支持構造の正面を単一の支持フレームにつき模式的に示した図であり、図２は、図１に示した支持構造を分解状態で示した外観斜視図であり、図３は、支持フレームを単独で示した外観斜視図である。

図１〜３における符号１は、屋根上に配列して固定、支持すべき太陽電池モジュールである。この太陽電池モジュール（太陽電池パネル）は、モジュール本体１ａと、このモジュール本体１ａの縁部を取り囲むフレーム１ｂから構成されている（ケーブル等の構成部材は図示せず）。

また、２は、太陽電池モジュール１をその本体縁部（フレーム１ｂ）において支持する支持フレームである。この支持フレーム２は、間隔をおいて配置され、下端において相互に向かい合うように折り返されたフランジｆを備えた一対の脚部２ａと、この脚部２ａをその上部において一体連結する板状の天板２ｂからなり、該脚部２ａと天板２ｂによって取り囲まれた内側には、下向きに開放された溝部ｍが形成されている。また、天板２ｂの幅方向中央部には、上部に向けて突出するとともに、溝部ｍにつながる溝部ｍ_１が形成された溝型断面部２ｃが設けられている。

上記溝型断面部２ｃは、天板２ｂの幅Ｗよりも狭い幅Ｗ_１を有しており、間隔を隔てて天板２ｂ上に起立する一対の壁部２ｃ_１と、この壁部２ｃ_１の各上端部を相互につなぐ天面壁２ｃ_２からなる。

３は、天板２ｂの上面に形成される受け部である。この受け部３は、溝型断面部２ｃを両側に挟む平坦部からなり、ここに太陽電池モジュール１の本体縁部が載置される。

上記の支持フレーム２は、太陽電池モジュール１の設置枚数に応じて屋根の軒乃至棟方向、軒方向に適宜複数本配置されるものであり、屋根上に予め設置固定されたベースにボルトの如き締結手段を介して固定される。

図４に支持フレーム２を配置、固定するのに好適なベースの構成例を示す。
ベースとしては、例えば、立平葺きの屋根板材のハゼ部４（下ハゼ４ａと上ハゼ４ｂが嵌合して屋根板材同士がつなぎ合わさる部分）を跨ぎ、その基部に連結、固定可能な一対の脚部５と、この該脚部５の上端に連結ボルト６を介して一体連結する台座７とを備え、該台座７の側壁７ａにボルトを介して支持フレーム２に連係可能な構造のものが適用される。

また、８は、溝型断面部２ｃの壁部２ｃ_１のそれぞれの対向位置の複数個所に設けられた横向きスリット状の貫通開孔、９は、この貫通開孔８に着脱自在に差し込み保持される留め具である。

留め具９は、太陽電池モジュール１の本体縁部を、受け部３との間で挟持するものであって、この実施の形態では、図２に示すように、先端先細り形状をなす楔型の板状片を例として示してある。留め具９として楔型の板状片を適用する場合、貫通開孔８から露出する先端部９ａ、後端部９ｂがそれぞれ挟持部として機能する。

また、１０は、支持フレーム２を構成する溝型断面部２ｃの天面壁２ｃ_２に配置され、該支持フレーム２を留め具９とともに覆い隠すカバーである。このカバー１０は、その裏側面に留め具９を内側に収めることができる凹所１０ａを有しており、該凹所１０ａの周壁１０ａ_１の少なくとも一部分を留め具９の端部９ｃに当接させることによって該留め具９の貫通開孔８からの抜け出しを防止する。カバー１０は、ボルトの如き締結手段を介して溝型断面部２ｃの天面壁２ｃ_２に固定される。

また、１１は、カバー１０の軒側縁部において適宜設けることができる雪止め片である。この雪止め片１１は、カバー６に一体的に設けられており、該カバー１０の長手方向の全長にわたって連続的に伸延するものを例として示したが、間隔をあけて断続的に設けることもできる。

上記の構成からなる支持構造を適用して太陽電池モジュール１を屋根の上に配列、固定するには、まず、屋根の上に予め設置した上掲図４に示す如き構成からなるベースに支持フレーム２を連結したのち、太陽電池モジュール１の本体縁部を支持フレーム２の受け部３に載置し、次いで、留め具９を貫通開孔８に差し込む。そして、さらに、カバー１０を溝型断面部２ｃの天面壁２ｃ_２に配置してボルトを介して連結すればよい。

本発明に従う太陽電池モジュールの支持構造は、太陽電池モジュール１の本体縁部を受け部３に載置したのちにおいて、留め具９を貫通開孔８に差し込むだけの簡単な作業で、その先端部９ａ、後端部９ｂと受け部３とによって太陽電池モジュール１の本体縁部を挟持することができるものであって、これにより太陽電池モジュール１は、支持フレーム２に強固に固定されることとなる。

留め具９として楔型の板状片を適用した場合、該板状片が貫通開孔８から抜け出すことがないとはいえないため、カバー１０に形成した凹所１０ａの周壁１０ａ_１に留め具９の端部９ｃを当接させておくことが好ましく（図１、図２参照）、これにより留め具９の貫通開孔８からの抜け出しは確実に回避される。

屋根の軒側から棟側に向けてベースを間隔をおいて配置し、各ベースに支持フレーム２を固定して太陽電池モジュール１を屋根の上に配列した状態を一部分について図５に示す。

とくに、屋根の軒に位置する支持構造については、図５に示すように、カバー１０の軒側端縁に該カバー１０と一体になる幕板（化粧板）１２を設けることができる。

図６〜図８は、本発明に従う支持構造の他の実施の形態を示した図である。この例は、留め具９としてハット型断面形状のクリップからなるものを適用した例である。

かかる留め具９は、板状の基体９ｄの対向縁部にそれぞれ起立姿勢でもって設けられ、外力の付加により相互接近、離隔する向きに弾性変位可能な一対の側板９ｅと、この側板９ｅの自由端にそれぞれ一体連結して前記貫通開孔８に差し込み可能な一対の舌片９ｆとを備えたもので構成される。

上記の構成からなる留め具９においては、貫通開孔８に差し込んだ舌片９ｆの先端部（貫通開孔８から露出する部分）が挟持部として機能し、この挟持部と支持フレーム２の受け部３との間で太陽電池モジュール１の本体縁部を挟持するものであって、その取り付けは、太陽電池モジュール１の本体縁部を、舌片９ｆと受け部３とで形成される隙間に嵌入させるだけの簡単な作業ですむ。

上記の構成からなる留め具９を備えた支持構造を用いて太陽電池モジュール１を支持フレーム２に固定するには、支持フレーム２をベースに固定するに先立ち、まず、図９に示すように、留め具９の側板９ｅを相互接近させる向きに弾性変位させつつ溝部ｍを通して舌片９ｆを貫通開孔８に差し込んで該留め具９を支持フレーム２に抜け止め保持しておく。

留め具９を支持フレーム２に抜け止め保持したならば、該支持フレーム２を、屋根の上に設置されたベースに連結し、次いで、図１０に示すように太陽電池モジュール１の本体縁部を、支持フレーム２の受け部３と舌片９ｆとの間に嵌入すればよい。これによって太陽電池モジュール１は支持フレーム２に固定される。

留め具９としてクリップを用いた構造のものにおいては、該留め具９の舌片９ｆが貫通開孔８から抜け出す懸念がないため、カバー１０の設置を省略することができるが、雪止め片１１を設ける場合や幕板１２を設ける場合等においては、必要に応じて適宜カバー１０を配置することが可能であり、この点については限定されない。

本発明に従う支持構造を構成する各部材は、耐食性に優れ、比較的高い強度を有する、例えば、亜鉛めっき鋼板やステンレス鋼板等を適用することができる。また、カバー１０についても同様の部材を適用することが可能であるが、軽量化を図る観点から、アルミ部材を適用するのが好ましい。

本発明によれば、構造の簡素化が可能で、かつ、太陽電池モジュールを効率的に配列、固定し得る支持構造およびその支持構造を適用した固定方法が提供できる。

１太陽電池モジュール
１ａモジュール本体
１ｂフレーム
２支持フレーム
２ａ脚部
２ｂ天板
２ｃ溝型断面部
３受け部
４ハゼ部
５脚部
６連結ボルト
７台座
７ａ側壁
８貫通開孔
９留め具
９ａ先端部
９ｂ後端部
９ｃ端部
１０カバー
１０ａ凹所
１１雪止め片
１２幕板
ｍ溝部
ｍ_１溝部
ｆフランジ

Claims

太陽電池モジュールを屋根上に配列して固定支持する支持構造であって、
太陽電池モジュールをその本体縁部において支持する受け部を備えた支持フレームと、この支持フレームに形成された貫通開孔に着脱自在に差し込み保持され、前記太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部との間で挟持する留め具からなり、前記留め具は、前記貫通開孔から露出する先端部及び後端部をそれぞれ挟持部として、これら挟持部と前記支持フレームの受け部との間で前記太陽電池モジュールの本体縁部を挟持するものであることを特徴とする太陽電池モジュールの支持構造。
前記留め具は、楔型の板状片からなることを特徴とする請求項１に記載した太陽電池モジュールの支持構造。
太陽電池モジュールを屋根上に配列して固定支持する支持構造であって、
太陽電池モジュールをその本体縁部において支持する受け部を備えた支持フレームと、この支持フレームに形成された貫通開孔に着脱自在に差し込み保持され、前記太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部との間で挟持する留め具からなり、前記留め具は、基体の対向縁部にそれぞれ起立姿勢でもって設けられ、外力の付加により相互接近、離隔する向きに弾性変位可能な一対の側板と、これら側板の自由端にそれぞれ一体連結して前記貫通開孔に差し込み可能な一対の舌片とを備え、
前記貫通開孔に差し込んだ該舌片の先端部をそれぞれ挟持部として、これら挟持部と前記支持フレームの受け部との間で前記太陽電池モジュールの本体縁部を挟持するハット型断面形状のクリップからなることを特徴とする太陽電池モジュールの支持構造。
前記支持フレームの天面に設置され、前記支持フレームを留め具とともに覆い隠すカバーを備え、該カバーは、前記留め具を内側に収め、周壁の少なくとも一部分を該留め具の端部に当接させて該留め具を抜け止め保持する凹所を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載した太陽電池モジュールの支持構造。
前記カバーは、軒側の縁部において立ち上がる雪止め片を有することを特徴とする請求項４に記載した太陽電池モジュールの支持構造。
請求項１に記載した太陽電池モジュールの支持構造を適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、
前記支持フレームを、屋根の上に予め設置されたベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部に載置し、次いで、前記留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込むとともに差し込んだ留め具の、該貫通開孔から露出する先端部及び後端部と前記支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法。
請求項２に記載した太陽電池モジュールの支持構造を適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、
前記支持フレームを、屋根の上に予め設置されたベースに連結したのち、太陽電池モジュールの本体縁部を前記支持フレームの受け部に載置し、次いで、前記楔型の板状片からなる留め具を該支持フレームの貫通開孔に差し込むとともに、差し込んだ留め具の先端部及び後端部と、前記支持フレームの受け部との間で太陽電池モジュールの本体縁部を挟持し、さらに、雪止め片を有するカバーを、前記支持フレームの天面に配置して、該支持フレームを該留め具とともに覆い隠すとともに該留め具を抜け止め保持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法。
請求項３に記載した太陽電池モジュールの支持構造を適用して太陽電池モジュールを屋根上に固定する方法において、
前記舌片を、支持フレームに形成された貫通開孔に予め差し込んで留め具を該支持フレームに抜け止め保持しておき、抜け止め保持された留め具付きの支持フレームを、屋根の上に予め設置したベースに連結したのち、該舌片の先端部と支持フレームの受け部との間に太陽電池モジュールの本体縁部を嵌入させて挟持することを特徴とする太陽電池モジュール支持構造を適用した太陽電池モジュールの固定方法。