JP6021915B2 - 保持フレームおよび太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、保持フレームおよび太陽電池モジュールに関し、特に保持フレームの水抜き構造に関する。

太陽電池モジュールは、一般的に、複数枚並べられた太陽電池セルで構成された矩形状の太陽電池パネルと、この太陽電池パネルを保持する枠部材（保持フレーム）にて構成されている。

近年、強度保持のため、フレーム断面を中空状にしたものが多く用いられている。フレーム断面が中空状になっている場合、フレーム内部に水が溜まりやすく、寒冷地では内部の水が凍結・膨張し、フレームを変形させてしまう可能性がある。

この改善策として、特許文献１のように中空形状となっているフレームに排水穴を設ける技術や、特許文献２のように直交するフレーム突合せ部に外部と連通する径路を設けるようなフレーム断面を構成する技術が知られている。

特開２００９−３０２４８４号公報 特許第４６１１４５４号公報

しかしながら、中空形状への穴加工はコスト高であり、端部は水が抜けない可能性がある。またフレーム断面に排水するための機能を持たせると、強度設計に制約がでてしまう問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、中空部に溜まった水の排出の円滑化を図ることができる保持フレームを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光面が略方形形状を呈する太陽電池パネルの周囲を囲む保持フレームであって、受光面を構成する辺のうち互いに対向する第１辺に沿って設けられる主枠部材と、第１辺に隣接して互いに対向する第２辺に沿って設けられる副枠部材と、を有し、主枠部材は、受光面と略垂直に立設されるとともに第１辺に沿って形成された主外壁と、主外壁に形成されて太陽電池パネルを第１辺側から保持する主保持部と、主外壁に形成されて受光面の裏面側で保持フレームの内側に向けて張り出した主底辺片と、を有し、副枠部材は、受光面と略垂直に立設されるとともに第２辺に沿って形成された副外壁と、副外壁に形成されて太陽電池パネルを第２辺側から保持する副保持部と、副外壁を含めて形成されて太陽電池パネルの裏面側で第２辺に沿って延びる筒状部と、を有し、副枠部材は、筒状部の端部を主外壁の内側面に当接させて主枠部材と連結され、主外壁には、保持フレームの外側と筒状部の内側とを連通させる切欠きが形成されていることを特徴とする。

本発明にかかる保持フレームは、保持フレームの外側と筒状部の内側（中空部）とを連通させる切欠きが形成されているので、中空部に溜まった水の排出の円滑化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す平面図である。 図２は、主枠部材を長手方向に沿って見た断面図である。 図３は、副枠部材を長手方向に沿って見た断面図である。 図４は、主枠部材と副枠部材との連結部分を拡大した部分拡大斜視図である。 図５は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。 図６は、主枠部材と副枠部材との連結部分の分解斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる保持フレームおよび太陽電池モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す平面図である。太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２０と、太陽電池モジュールを保持する保持フレーム５０とを備える。

太陽電池パネル２０は、受光面が略長方形形状を呈している。以下、長方形形状の長辺を第１辺２０ａといい、短辺を第２辺２０ｂという。太陽電池パネル２０は、直列に接続された太陽電池セルを封止材にて挟み込み、両外側にガラス、バックシートを構成した状態にてラミネートされる。受光面の裏面側には、発電された電気を外部に取り出すための端子ＢＯＸ３０が取付けられる。

保持フレーム５０は、太陽電池パネル２０の周囲を囲む枠型形状を呈する部材であって、太陽電池パネル２０を保持する。保持フレーム５０は、主枠部材２と副枠部材３とを有する。

図２は、主枠部材２を長手方向に沿って見た断面図である。主枠部材２は、主外壁４、主保持上片（主保持部）５、主保持下片（主保持部）６、主底辺片７を有する。主外壁４は、受光面と略垂直に立設されるとともに第１辺２０ａに沿うように形成される。

主保持上片５および主保持下片６は、太陽電池パネル２０の第１辺２０ａをその受光面側と裏面側とから挟持して保持できるように、保持フレーム５０の内側に向けて主外壁４から張り出すように形成される。主保持上片５および主保持下片６は、主枠部材２の長手方向に沿った略全域にわたって形成される。

主底辺片７は、主外壁４の下部（太陽電池パネル２０の裏面側で主保持下片６よりも離れた位置）の内側に張り出すように形成される。主底辺片７も、主枠部材２の長手方向に沿った略全域にわたって形成される。主底辺片７は、主保持上片５および主保持下片６よりも大きく張り出されており、主枠部材２、ひいては保持フレーム５０の強度の確保に寄与している。

図３は、副枠部材３を長手方向に沿って見た断面図である。副枠部材３は、副外壁８、副保持上片（副保持部）９、副保持下片（副保持部）１０、副底辺片１１、副内壁１２を有する。副外壁８は、受光面と略垂直に立設されるとともに第２辺２０ｂに沿うように形成される。

副保持上片９および副保持下片１０は、太陽電池パネル２０の第２辺２０ｂをその受光面側と裏面側とから挟持して保持できるように、保持フレーム５０の内側に向けて副外壁８から張り出すように形成される。副保持上片９および副保持下片１０は、副枠部材３の長手方向に沿った略全域にわたって形成される。

副底辺片１１は、副外壁８の下部（太陽電池パネル２０の裏面側で副保持下片１０よりも離れた位置）の内側に張り出すように形成される。副底辺片１１も、副枠部材３の長手方向に沿った略全域にわたって形成される。副底辺片１１は、副保持上片９および副保持下片１０よりも大きく張り出されており、副枠部材３、ひいては保持フレーム５０の強度の確保に寄与している。

副内壁１２は、副保持下片１０と副底辺片１１とを結ぶように形成されている。副内壁１２も、副枠部材３の長手方向に沿った略全域にわたって形成されている。上記構成により、副枠部材３には、副外壁８、副保持下片１０、副底辺片１１、副内壁１２で囲まれるとともに太陽電池パネル２０の第２辺２０ｂに沿って延びる空間が形成され、この空間を以下の説明において中空部（筒状部）１３と称する。

図４は、主枠部材２と副枠部材３との連結部分を拡大した部分拡大斜視図である。図５は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。図６は、主枠部材２と副枠部材３との連結部分の分解斜視図である。図４および図５に示すように、主枠部材２と副枠部材３とは、中空部１３の端部を主枠部材２の主外壁４の内側面に当接させて連結される。

主外壁４の内側面に副枠部材３が当接する部分では、副枠部材３に干渉しないように、主保持上片５、主保持下片６、主底辺片７が、副枠部材３の短手方向に沿った幅で主外壁４まで切り欠かれている。

主枠部材２の主外壁４には、その外側面から内側面に貫通する切欠き１４が形成されている。図４および図５に示すように、保持フレーム５０の外側と中空部１３とが切欠き１４を通して連通される。

以上のように構成され連結された保持フレーム５０の保持部に太陽電池パネル２０の各辺が接着剤等の緩衝部材を介して圧入されるとともに、ネジ等で機械的に保持される。具体的には、主枠部材２の主保持上片５および主保持下片６の間に太陽電池パネル２０の第１辺２０ａが圧入されて挟持され、副枠部材３の副保持上片９および副保持下片１０の間に第２辺２０ｂが圧入されて挟持される。

以上説明したように、本実施の形態１にかかる保持フレーム５０および太陽電池モジュール１によれば、保持フレーム５０の外側と中空部１３とが切欠き１４を通して連通されるので、中空部１３に流れ込んだ雨水等が切欠き１４を通して外部に排出される。また、切欠き１４は、中空部１３の端部に位置するために、中空部１３の端部に水が溜まりにくくなる。

また、屋外の傾斜した場所に太陽電池モジュール１が設置される場合に、副枠部材３が上下に位置するように設置すれば、中空部１３の内部に流れ込んだ雨水等を円滑に外部に排出しやすくなる。

また、切欠き１４は、中空部１３を構成する構造ではない主枠部材２の主外壁４に形成される。そのため、排水のために形成される切欠き１４によって、中空部１３による強度設計への影響を抑えて、強度設計上の制約の軽減を図ることができる。

なお、切欠き１４の下端面と中空部１３の下端面が略等しい高さに形成されるか、切欠き１４の下端面のほうが低い位置となるように構成することで、中空部１３からの雨水等の排出のより一層の円滑化を図ることができる。

また、太陽電池パネル２０の受光面の形状として、第１辺２０ａのほうが第２辺２０ｂよりも長い長方形形状を例に挙げて説明したが、第１辺２０ａと第２辺２０ｂとの長さが等しい正方形形状であっても構わない。

また、主枠部材２の主保持部および副枠部材３の副保持部は、太陽電池パネル２０を挟持によって保持する構成に限られず、太陽電池パネル２０を保持フレーム５０に固定できる構成であれば、種々の構成を採用することができる。

以上のように、本発明にかかる保持フレームは、中空部を有する保持フレームに有用である。

１ 太陽電池モジュール、２ 主枠部材、３ 副枠部材、４ 主外壁、５ 主保持上片（主保持部）、６ 主保持下片（主保持部）、７ 主底辺片、８ 副外壁、９ 副保持上片（副保持部）、１０ 副保持下片（副保持部）、１１ 副底辺片、１２ 副内壁、１３ 中空部（筒状部）、２０ 太陽電池パネル、２０ａ 第１辺、２０ｂ 第２辺、３０ 端子ＢＯＸ、５０ 保持フレーム。

Claims (4)

1. 受光面が略方形形状を呈する太陽電池パネルの周囲を囲む保持フレームであって、
   前記受光面を構成する辺のうち互いに対向する第１辺に沿って設けられる主枠部材と、前記第１辺に隣接して互いに対向する第２辺に沿って設けられる副枠部材と、を有し、
   前記主枠部材は、前記受光面と略垂直に立設されるとともに前記第１辺に沿って形成された主外壁と、前記主外壁に形成されて前記太陽電池パネルを前記第１辺側から保持する主保持部と、前記主外壁に形成されて前記受光面の裏面側で前記保持フレームの内側に向けて張り出した主底辺片と、を有し、
   前記副枠部材は、前記受光面と略垂直に立設されるとともに前記第２辺に沿って形成された副外壁と、前記副外壁に形成されて前記太陽電池パネルを前記第２辺側から保持する副保持部と、前記副外壁と前記副外壁から前記保持フレームの内側に向けて張り出した副底辺片を含めて形成されて前記太陽電池パネルの前記裏面側で前記第２辺に沿って延びる筒状部と、を有し、
   前記副枠部材は、前記筒状部の端部を前記主外壁の内側面に当接させて前記主枠部材と連結され、
   前記副底辺片は、前記筒状部の底面を構成し、
   前記主外壁には、前記主外壁の外側面から内側面に貫通し、前記保持フレームの外側と前記筒状部の内側とを連通させるとともに前記副底辺片のうち前記主外壁の内側面と対向する部分の一部を露出させる切欠きが形成されていることを特徴とする保持フレーム。
2. 前記受光面は、前記第１辺よりも前記第２辺のほうが短い長方形形状を呈することを特徴とする請求項１に記載の保持フレーム。
3. 受光面が略方形形状を呈する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの周囲を囲む保持フレームと、を備える太陽電池モジュールであって、
   前記保持フレームは、前記受光面を構成する辺のうち互いに対向する第１辺に沿って設けられる主枠部材と、前記第１辺に隣接して互いに対向する第２辺に沿って設けられる副枠部材と、を有し、
   前記主枠部材は、前記受光面と略垂直に立設されるとともに前記第１辺に沿って形成された主外壁と、前記主外壁に形成されて前記太陽電池パネルを前記第１辺側から保持する主保持部と、前記主外壁に形成されて前記受光面の裏面側で前記保持フレームの内側に向けて張り出した主底辺片と、を有し、
   前記副枠部材は、前記受光面と略垂直に立設されるとともに前記第２辺に沿って形成された副外壁と、前記副外壁に形成されて前記太陽電池パネルを前記第２辺側から保持する副保持部と、前記副外壁と前記副外壁から前記保持フレームの内側に向けて張り出した副底辺片を含めて形成されて前記太陽電池パネルの前記裏面側で前記第２辺に沿って延びる筒状部と、を有し、
   前記副枠部材は、前記筒状部の端部を前記主外壁の内側面に当接させて前記主枠部材と連結され、
   前記副底辺片は、前記筒状部の底面を構成し、
   前記主外壁には、前記主外壁の外側面から内側面に貫通し、前記保持フレームの外側と前記筒状部の内側とを連通させるとともに前記副底辺片のうち前記主外壁の内側面と対向する部分の一部を露出させる切欠きが形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 前記受光面は、前記第１辺よりも前記第２辺のほうが短い長方形形状を呈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。

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