JP6034427B2 - 太陽電池アレイ - Google Patents

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Description

本発明は、本発明は太陽電池アレイに関する。
太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池モジュールを固定する架台とを有している。太陽電池アレイを構成する部材は、互いにボルト等で締結されている。特開2010−90701号公報では、ボルト等による締結箇所を低減して施工を容易化した太陽電池アレイが開示されている。
特開2004−200515号公報
太陽電池アレイは、このように太陽電池モジュールの取付部材を回動させることによって、太陽電池モジュールと取付部材とを固定している。そのため、取付部材の回動の中心を正確に位置合わせしている。一方で、太陽電池モジュールは一定の寸法公差を有する。太陽電池モジュールの寸法の公差が大きい場合は、取付部材と太陽電池モジュールとを精度よく固定しにくくなる。これにより、架台の設置作業のやり直し等が必要となるおそれがある。
本発明の1つの目的は、設置作業時に要求される精度を緩和した太陽電池アレイを提供することである。
本発明の実施形態に係る太陽電池アレイは、設置面における第1方向に沿って配置された複数の太陽電池モジュールと、隣り合う該太陽電池モジュールを固定する取付部材とを有している。前記取付部材は、前記第1方向に延びる第1支持部材と、該第1支持部材の上に配置された、前記第1方向に直交する第2方向に延びる第2支持部材とを有している。また、前記第1方向において前記第2支持部材の一方側に配置された、前記第2支持部材の前記第2方向および前記第1方向に直交する高さ方向への移動を拘束する第1拘束部材と、前記第1方向において前記第2支持部材の他方側に配置された、前記第2支持部材の前記高さ方向への移動を拘束する第2拘束部材とを有している。前記第1拘束部材は、前記第2支持部材とともに前記第1支持部材を前記第1方向に沿って移動可能であり、前記第2拘束部材は、前記第2支持部材の前記第1方向に沿った移動を拘束するものである。 前記第1支持部材は、前記第1方向に延びる底部と、該底部に対向して配置された前記第1方向に延びる一対の第1支持部と、該一対の第1支持部間に形成された前記第1方向に延びるレール溝と、前記底部および前記一対の第1支持部の間に位置する空所部とを有する中空状の柱状体であり、
前記第1拘束部材は、前記第1支持部材上を前記第1方向に沿って移動可能な第1係合部材と、前記第1支持部材の前記空所部内に配置された、前記第1係合部材に対向するように前記第1方向に延びる第1ストッパーを有し、
該第1ストッパーは、前記第1支持部材の一部を前記第1係合部材とともに挟むように配置されている。
本発明の実施形態に係る太陽電池アレイによれば、第2支持部材は、第1方向に沿って所望の位置に移動させて、太陽電池モジュールに取り付けられた後に、第2拘束部材によって第1支持部材に固定される。これにより、太陽電池モジュール自身によって第1方向に沿って隣り合う第2支持部材の間隔が決まることから、第2支持部材の位置が容易に決定される。それゆえ、第2支持部材を配置する位置に要求される位置精度が緩和される。その結果、太陽電池モジュールの寸法公差に関わらず、太陽電池モジュールを精度よく取付部材に固定できる。
参考例に係る太陽電池アレイを示す図面であり、(a)は斜視図、(b)は図1(a)のA−A’線における断面図、(c)は図1(b)のB部における拡大図である。 第1実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる太陽電池モジュールを示す図面であり、(a)は平面図、(b)は図2(a)のC−C’線における断面図である。 参考例に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材および太陽電池モジュールの一部を示す図面であり、(a)は分解斜視図、(b)は組立後の斜視図である。 (a)〜(d)は、参考例における太陽電池アレイの施工工程を説明するものであり、図1(a)のD−D’線に相当する位置の施工工程を(a)〜(d)の順に説明する模式図である。 参考例に係る太陽電池アレイを作業者が施工する様子を示すモデル図である。 参考例における太陽電池アレイにおいて、図1(c)の位置に相当する箇所を示す断面図である。 本発明の第1実施形態における太陽電池アレイに用いられる取付部材を示す斜視図である。 (a)〜(c)は、本発明の第1実施形態における太陽電池アレイの施工工程を説明するための模式図である。 本発明の第2実施形態における太陽電池アレイに用いられる取付部材および太陽電池モジュールの一部を示す図面であり、(a)は分解斜視図、(b)は組み立てた後の状態を示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る太陽電池アレイにおいて、図1(c)の位置に相当する箇所を示す断面図である。 (a)〜(d)は本発明の第2実施形態にかかる太陽電池アレイの施工工程を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイについて、図面を参照しつつ説明する。
参考例
図1に示すように、参考例の実施形態に係る太陽電池アレイ1は、複数の太陽電池モジュール3と、該太陽電池モジュール3を取り付ける取付部材4とを有している。太陽電池モジュール3は、例えば、葺板2a、野地板2b及び垂木2cを有する傾斜面2(設置面または屋根面)上に、取付部材4を用いて固定される。
<太陽電池モジュール>
図2に示すように、太陽電池モジュール3は、太陽電池パネル11をフレーム12で補強している。
太陽電池パネル11は、図2(b)に示すように、主として光を受光する受光面11a(透光性基板14の一主面)と該受光面11aの裏面に相当する非受光面11b(裏面保護部材13の一主面)とを有している。
そして、太陽電池パネル11は、受光面11a側から順に配置された透光性基板14、一対の充填材15および複数の太陽電池素子17と、裏面保護部材13と、端子ボックス18とを有している。
透光性基板14は、太陽電池モジュール3の基板として機能する。一対の充填材15は、例えば、熱硬化性樹脂からなる。複数の太陽電池素子17は、充填材15でその周囲を保護されているとともに、インナーリード16で互いに電気的に接続されている。裏面保護部材13は、太陽電池モジュール3の裏面を保護するものである。端子ボックス18は、太陽電池素子17で得られた出力を外部に取り出すものである。
なお、非受光面11bは、全く光を受光しない形態に限らない。非受光面11bは、例えば、裏面保護部材13および太陽電池素子17と裏面保護部材13との間に位置する充填材15を、透光性を有する材質で形成することによって、非受光面11b側から入射される光の一部を受ける形態であってもよい。
太陽電池素子17は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる基板が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード16で隣接するシリコン基板同士を電気的に接続すればよい。
また、太陽電池素子17の種類は特に制限されない。太陽電池素子17として、例えば、アモルファスシリコンからなる薄膜太陽電池、CIGS太陽電池、CdTe太陽電池、結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。例えば、アモルファスシリコン、CIGSおよびCdTeからなる太陽電池としては、透光性基板上に、アモルファスシリコン層、CIGS層またはCdTe層が透明電極等と組み合わせて適宜積層されたものが利用できる。
また、端子ボックス18は、箱体と、該箱体内に配置されるターミナル板と、箱体の外部へ電力を導出する出力ケーブルとを有している。箱体の材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(変性PPE樹脂)やポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO樹脂)が挙げられる。
フレーム12は、太陽電池パネル11を保持する機能を有する。図2に示すように、フレーム12は、太陽電池パネル11の外周を補強する長尺状の部材である。フレーム12は、嵌合部12g、フレーム上面12c、フレーム底面12d、フレーム側面12aおよびフレーム凹部12bを有している。嵌合部12gは、後述する太陽電池アレイ1の設置の際に、太陽電池パネル11と嵌合する部分である。フレーム上面12cは、太陽光を受光する側に位置する主面である。フレーム底面12dは、フレーム上面12cの裏面側に位置する主面である。フレーム側面12aは、フレーム上面12cおよびフレーム底面12dを接続している側面である。
フレーム凹部12bは、後述する第2支持部材22と係合する。なお、本実施形態においては、棟側のフレーム側面12aと軒側のフレーム側面12aとは同じ形状を有している。さらに、フレーム凹部12bは、入り口側から奥側に向けて狭くなっており、後述の第1突出部22bおよび第2突出部22cの嵌合を案内しやすい形状であってもよい。また、第1突出部22bまたは第2突出部22cの先端部に係合のための突起部が設けられた場合は、フレーム凹部12bに突起と係合する箇所が設けられてもよい。
このようなフレーム12は、例えば、アルミニウムの押し出し成形等によって製造することができる。
なお、本実施形態においては、軒側とは、第1方向としてのY方向における下方のことであり、棟側とはY方向における上方のことである。すなわち、本実施形態において、傾斜面の傾斜方向はY方向に沿っている。また、以下、太陽電池アレイ1の太陽電池モジュ
ール3において、軒側に位置するフレーム12を軒側フレーム12eといい、棟側に位置するフレーム12を棟側フレーム12fというものとする。
<取付部材>
図1および図3を用いて取付部材4について説明する。取付部材4は、第1支持部材21、第2支持部材22、第1拘束部材23および第2拘束部材24を有している。
第1支持部材21は、傾斜面2にY方向を長手方向として固定される。第2支持部材22は、第1支持部材21に直交する第2方向としてのX方向を長手方向として配置される。第2支持部材22は、第1支持部材21上に配置される。そして、第2支持部材22は、第1拘束部材23および第2拘束部材24によって、Y方向における両端側で固定される。
第1拘束部材23は、第2支持部材22のY方向の軒側(−Y方向側)に配置される。第2拘束部材24は、第2支持部材22のY方向の棟側(+Y方向側)に配置される。
第1拘束部材23は、第1支持部材21上にX方向と高さ方向としてのZ方向に対して第2支持部材22を拘束する。一方で、第1拘束部材23は、Y方向に移動可能である。また、第2拘束部材24は、後述する第2拘束部材24の固定部材24eが緩められている場合、第2支持部材24を第1支持部材21上にX方向およびZ方向に拘束し、Y方向に対しては拘束されない。一方で、第2拘束部材24は、固定部材24eが締められている場合、第1支持部材21上において、第2支持部材22のY方向に沿った移動が拘束さえる。なお、第2拘束部材24は、X方向およびZ方向に沿った第2支持部材22の移動を拘束してもよい。
以下、取付部材4の各構成について、図面を用いて詳細に説明する。
<第1支持部材>
以下で、図1および図3を用いて第1支持部材21について説明する。
本実施形態において、第1支持部材21は、傾斜面2上にY方向を長手方向にして配置される中空状の板状体である。より具体的には、第1支持部材21は、略U字型の断面形状を有している。
そして、第1支持部材21は、底部21a、貫通孔21b、一対の第1支持部21c(上支持部)、側部21gおよびレール溝21hを有している。さらに、第1支持部材21は、底部21aと第1支持部21cとの間に空所部21dが配置されている。例えば、第1支持部材21のY方向における寸法は、太陽電池モジュール3のY方向における寸法の半分以下とできる。
底部21aは、第1支持部材21のうち、傾斜面2に対向して配置される部分であり、略長方形状の板状体である。一対の側部21gは、底部21aから垂直方向に延びるように設けられている。
貫通孔21bは、底部21aに設けられている。そして、貫通孔21bには、第1支持部材21を傾斜面2に固定するビス25が挿通される。
一対の第1支持部21c(上支持部)は、略U字型断面の開口の両側から張り出している部分である。すなわち、一対の第1支持部21cは、それぞれ、底部21aと対向して配置されているとともに、対応する側部21gからレール溝21hに向かって張り出して
いる。この一対の第1支持部21cが、第2支持部材22を支持する。
空所部21dは、底部21aと一対の第1支持部21cとの間に位置する。すなわち、空所部21dは、第1支持部材21の中空部分である。
レール溝21hは、一対の第1支持部21c間に形成されており、Y方向に沿って伸びている。そして、このレール溝21hは、第1拘束部材23および第2拘束部材24のX方向における移動を拘束し、Y方向の移動を可能にする。
このレール溝21hは、空所部21dに沿って、それぞれ一対の第1支持部21cから下方に突出する一対の内壁部21iを有している。具体的には、内壁部21iは、一対の第1支持部21cから底部21aに向けて垂下した板状体である。そして、内壁部21iの下端は、凹凸形状であってもよい。より具体的には、内壁部21iの下端は、凹凸が交互に配置されたセレーション部21eであってもよい。このセレーション部21eにおいて、後述する第2拘束部材24の第2ストッパー24cが係止される。これにより、固定部材24eを締め付けたときに、第2拘束部材24によって第2支持部材22がY方向に対して拘束される。
また、第1支持部材21は、側部21gから張り出した抜け止め部21fを有する。抜け止め部21fは、太陽電池モジュール3の設置時に、第1拘束部材23がY方向に沿って移動した場合、第1支持部材21の軒側から抜け落ちにくくするものである。
なお、第1支持部材21は、ステンレス鋼またはメッキ鋼板等をロールフォーミングまたはベンダー曲げ加工して製造することができる。ステンレス鋼またはメッキ鋼板以外の金属を用いる場合、アルミニウム合金等の金属を押し出し加工して製造してもよい。
<第2支持部材>
以下で、図1および図3を用いて第2支持部材22について説明する。
本実施形態において、第2支持部材22は、第1支持部材21上にX方向を長手方向にして配置される長尺体である。第2支持部材22の長手方向(X方向)における寸法は、太陽電池モジュール3の寸法や材質に応じて適宜選択できる。例えば、太陽電池モジュール3のX方向における寸法と略同一であってもよい。また、第2支持部材22の長手方向(X方向)における寸法を太陽電池モジュール3のX方向における寸法の倍数とすれば、第2支持部材22の本数を減らすことができる。
本実施形態において、第2支持部材22は、閉断面を有する角パイプ形状を成している。第2支持部材22は、第2支持部22a、第1突出部22b、第2突出部22c、第1凸部22d、第2凸部22e、板状部22fおよび底部22gを有している。
第2支持部22aは、太陽電池モジュール3のフレーム底面12dを支持する面であり、X方向に沿って伸びている。
板状部22fは、第2支持部22aから上方に向かって第2支持部22aの上面と垂直になるように設けられている。また、板状部21fは、第2支持部材22の長手方向(X方向)に沿って延びている。なお、本実施形態において、板状部21fは、第2支持部22aのうち第2支持部材22の短手方向における略中央部に設けられている。
また、底部22gは、第1支持部材21の第1支持部21cと当接する部分であり、第2支持部22cの下方に位置している。
第1凸部22dおよび第2凸部22eは、図1(c)に示すように、底部22gのY方向の両側にZ方向へ突出した凸状部である。第1凸部22dは、第1拘束部材23と連結可能である。また、第2凸部22eは、第2拘束部材24と連結可能である。
第1突出部22bおよび第2突出部22cは、板状部22fの両側にY方向に向けて張り出している。第1突出部22bは、軒側に配置される太陽電池モジュール3のフレーム凹部12bと係合する。第2突出部22cは、棟側に配置される太陽電池モジュール3のフレーム凹部12bと係合する。これらの係合によって、Y方向に隣り合う太陽電池モジュール3が第2支持部材22に固定される。
なお、第1突出部22bのY方向における寸法は、Y方向における板状部21fから第2支持部22aの端部までの寸法よりも短い。これにより、太陽電池モジュール3のフレーム12を第2支持部22a上に載置しつつ、第2支持部材22を軒側のY方向にスライドして、第1突出部22bとフレーム凹部12bとを係合することができる。第2突出部22cのY方向における寸法も、同様である。
また、板状部22fのZ方向における寸法は、フレーム12のZ方向における寸法よりも大きい。これにより、太陽電池アレイ1の設置後に、板状部22fが、フレーム12のフレーム上面12cよりも突出して雪止めとして機能することができる。
なお、第2支持部材22は、第1支持部材21と同様にして製造することができる。
<第1拘束部材>
第1拘束部材23について、図1および図3を用いて説明する。
第1拘束部材23は、第1係合部材23a、第1鉤部23b、第1ストッパー23cおよび軸部23eとを有している。
第1係合部材23aは、第1ストッパー23cおよび軸部23eによって連結される。第1係合部材23aは、第1支持部材21上に配置される。そして、第1係合部材23aと、第1支持部材21の内側(空所部21d内)に配置された第1ストッパー23cとによって、第1支持部21cが挟まれている。すなわち、第1ストッパー23cは、第1支持部材21の空所部21d内に、第1係合部材23aと対向して配置される。
このとき、第1係合部23aと第1ストッパー23cとの間の距離は、軸部23eによって規定され、例えば、空所部21dのZ方向における寸法よりもわずかに大きい。これにより、軸部23eが空所部21dを移動することによって、第1拘束部材23は、第2支持部材22をY方向における移動を許容する。
第1鉤部23bは、第2支持部材22の第1凸部22dと係合する。これにより第1拘束部材23は、第2支持部材22と連結した状態で、第2支持部材22をX方向とZ方向に拘束しつつ、Y方向への移動を可能にする。なお、X方向への拘束は、第1鉤部23bと第1凸部22dとの係合による摩擦力によって生じている。
また、本実施形態においては、第1ストッパー23cは、レール溝21hの内壁部21iの下端であるセレーション部21eに当接する第1平坦部23c1を有している。さらに、第1ストッパー23cは、第1平坦部23c1のY方向における両端から底部21aに向かって延びる一対の第1屈曲部23c2を有している。第1平坦部23c1は、図1(c)に示すように、第1支持部21cと略平行に配置される。また、第1屈曲部23c
2は、セレーション部21eから離れる方向に屈曲している。そのため、第1ストッパー23cがセレーション部21eに係止されない。これにより、第1拘束部材23は、第1支持部材21上をY方向に沿って滑らかに移動することができる。
また、第1係合部材23aは、X方向の両側に第1支持部材21の側部21gに沿って下方に向けて垂下した側壁部23fを有する。第1拘束部材23は、側壁部23と抜け止め部21fとの接触によって、−Y方向への移動が制御されている。これにより、第1拘束部材23が第1支持部材21の軒側から抜け落ちにくくなる。
なお、第1係合部材23aおよび第1ストッパー23cは、例えば、アルミニウム合金等の金属を押し出し加工して製造される。また、ステンレス鋼またはメッキ鋼板以外の金属を用いる場合であれば、ステンレス鋼またはメッキ鋼板をプレス加工して製造される。また、軸部23eには、例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。
<第2拘束部材>
第2拘束部材24について、図1および図3を用いて説明する。
第2拘束部材24は、第2係合部材24a、第2鉤部24b、第2ストッパー24cおよび固定部材24eを有している。
第2係合部材24aは、第2ストッパー24cと、固定部材24eによって一体化されている。第2係合部材24aは、第1支持部材21上に配置される。そして、第2係合部材24aと、第1支持部材21の内側(空所部21d内)に配置された第2ストッパー24cとで、第1支持部21cは挟まれている。すなわち、第2ストッパー24cは、第1支持部材21の空所部21d内において、第2係合部材23aと対向して配置される。
固定部材24eは、図1(c)に示すように、第2係合部材24aおよび第2ストッパー24cを固定するものである。固定部材24eは、例えば、第1支持部材21の空所部21dを挿通するボルトとナットとにより構成される。そして、固定部材24eを締め付けた場合は、第2拘束部材24は第1支持部材21上に固定される。固定部材24eを締め付けると、第2係合部材24aと第2ストッパー24cとの間隔が狭くなる。これにより、第2拘束部材24が第1支持部材21上に固定される。一方で、固定部材24eを緩めた場合、第2拘束部材24は、第1支持部材21上において、Y方向への移動が許容される。第2拘束部材24と第1支持部材21とを固定している固定部材24eを緩めると、第2係合部材24aと第2ストッパー24cとの上記間隔が拡がる。これにより、第1支持部材21上において、第2拘束部材24がY方向に移動可能となる。
また、第2鉤部24bは、第2支持部材22の第2凸部22eと係合する。これにより、第2拘束部材24は、固定部材24eをボルト等で締めたとき、第2支持部材22を第1支持部材21上に強固に固定することができる。
また、本実施形態においては、第2ストッパー24cは、レール溝21hの内壁部21iの下端であるセレーション部21eと離間して配置される第2平坦部24c1を有している。また、第2ストッパー24cは、第2平坦部24c1のY方向における両端から第1支持部21cに向かって延びる一対の第2屈曲部24c2を有している。第2平坦部24c1は、図1(c)に示すように、第1ストッパー23cの第1平坦部23c1と同様に、第1支持部21cと略平行に配置される。そして、第2屈曲部24c2は、セレーション部21eに向かう方向に屈曲し、セレーション部21eと当接する。固定部材24eは、第2係合部材24aおよび第2ストッパー24cを挟んで保持する。これにより、第2屈曲部24c2がセレーション部21eに係止される。
なお、第2係合部材24aおよび第2ストッパー24cは、第1係合部材23aおよび第1ストッパー23cと同様に製造することができる。
<ビス>
ビス25は、第1支持部材21の貫通孔21bを挿通して、第1支持部材21を傾斜面2に固定する。ビス25としては、ステンレス製または溶融亜鉛メッキをした鉄鋼製のものを用いることができる。
<粘着部材>
粘着部材29は、第1支持部材21の底部21aに貼付される。粘着部材29は、第1支持部材21を傾斜面2に固定したときに、ビス25の固定部の周囲を雨水または湿気から保護する。粘着部材29としては、例えば、シリコンシーラントを、またはブチル等からなるシートを短冊状に切り出したものを用いることができる。
以上、本実施形態においては、Y方向に延びる第1支持部材21上にX方向に延びる第2支持部材22が配置されている。そして、この第2支持部材22は、Y方向の一方側に配置された第1拘束部材23とともに第1支持部材21上をY方向へ移動可能であるとともに、Y方向の他方側に配置された第2拘束部材24によってY方向への移動を拘束される。
これにより、第2支持部材は、第1方向に沿って所望の位置に移動させて、太陽電池モジュールに取り付けられた後に、第2拘束部材によって第1支持部材に固定される。これにより、太陽電池モジュール自身によって第1方向に沿って隣り合う第2支持部材の間隔が決まることから、第2支持部材の位置が容易に決定される。それゆえ、第2支持部材、すなわち、取付部材4を配置する位置に要求される位置精度が緩和される。その結果、太陽電池モジュールを精度よく取付部材4に固定できる。
さらに、傾斜面2上における締結作業は、固定部材24eの1箇所のみとすることもできる。これにより、作業時間が短縮される。
以上より、本実施形態にかかる太陽電池アレイにおいては、締結箇所が低減されるとともに、設置作業における要求精度が緩和される。
また、本実施形態においては、第2支持部材22のY方向における両端側が、第1拘束部材23および第2拘束部材24によってZ方向に対して固定される。そのため、荷重が加わった際に、第1拘束部材23および第2拘束部材24によって応力を分散して支持することができる。これにより、風圧または積雪等の荷重に対して高い強度が得られる。
また、本実施形態のように、第1拘束部材23は、第1支持部材21上をY方向にスライド可能な第1係合部材23aと、第1鉤部23bとを有していてもよい。第2拘束部材24は、第1支持部材21上をY方向にスライド可能な第2係合部材24a、第2鉤部24bおよび固定部材を有している。これにより、簡易な構造で、第2支持部材22を第1支持部材21に対して強固に支持することができる。
また、第1拘束部材23は、第1支持部21cの上に配置される第1係合部材23aと、第1支持部材21の空所部内の配置される第1ストッパー23cとで第1支持部材21を挟持している。これにより、第1支持部材21上を第2支持部材22が安定して移動できる。
なお、第2拘束部材24の第2ストッパー24cも固定部材24eを緩めた状態で、第1ストッパー部23cと同様の効果を奏することができる。
また、第2支持部材22は、固定部材24eが第1支持部21cを挟んで配置された第2係合部材24aと第2ストッパー24cとを固定することによって、第1支持部材21に固定されていてもよい。これにより、1つの締結箇所で第1支持部材21と第2支持部材22とを強固に固定することができる。
さらに、図1(c)に示すように、レール溝21hの内壁部21iの下端が凹凸形状であってもよい。このとき、第1ストッパー23cは、内壁部21iの下端に当接する第1平坦部23c1を有している。また、第2ストッパー24cは、内壁部21iの下端から離間する第2平坦部24c1と、内壁部21iに当接可能な第2屈曲部24c2とを有している。これにより、第1拘束部材23は、第1支持部材21の第1支持部21c上をスムーズに移動できる。一方で、第2拘束部材24は、内壁部21iの下端に係合する。これにより、第2支持部材22は、固定部材24eによって第1支持部材21に強固に固定される。
また、本実施形態において、第1ストッパー23cは、第1平坦部23c1から底部21aに向かって屈曲した第1屈曲部23c2を有していてもよい。これにより、第1平坦部23c1の外周部とセレーション部21eとの引っ掛りが低減される。その結果、第1拘束部材23のY方向におけるスライドが円滑になる。
また、第2支持部材22が、第2支持部22aと、板状部22fからY方向に突出する第1突出部22bと、第2突出部22cとを有していてもよい。このとき、太陽電池モジュール3の側面が、第2支持部22aと第1突出部22bとの間、または第2支持部22aと第2突出部22cとの間に係合する。これにより、Y方向における取付部材4の太陽電池モジュール3を固定する力が向上する。
このとき、太陽電池モジュール3の側面は、第1突出部22bまたは第2突出部22cと係合するフレーム凹部12bを有していてもよい。これにより、上記Y方向における固定力を向上させる効果が高まる。また、フレーム凹部12bは、第2支持部22aに近い位置に配置される。このことから、太陽電池モジュール3に風圧力などのZ方向の荷重が加わった際に、板状部22fと第2支持部22aとの接続部に加わるモーメントを低減することができる。また、フレーム凹部12bがフレーム側面12aに設けられていることから、第2突出部22dなどの先端に係合のための突起を設けても、受光面11aに影を落としにくい。
<施工方法>
次に、図4を用いて太陽電池アレイ1の施工手順を説明する。なお、本実施形態に係る太陽電池アレイ1の特徴を説明するために、軒側からY方向の2列目以降の太陽電池モジュール3の設置について説明する。
まず、傾斜面2にインクなどで、第1支持部材21を設置する予定の位置に目印を付ける。第1支持部材21を傾斜面2につけた目印に合わせて粘着部材29で接着し、ビス25を用いて傾斜面2に固定する。そして、1列目の太陽電池モジュール(第1太陽電池モジュール)31を、その棟側に配置された取付部材4の上に載置する。そして、この取付部材4の第2支持部材222をY方向に沿って軒側にスライドさせて、第1太陽電池モジュール31の側面に係合させる。そして、図4(a)に示すように、第1拘束部材23および第2拘束部材24を用いて、第1支持部材212上に第2支持部材222を固定する。
なお、図4において、第1太陽電池モジュール31の棟側(+Y方向側)および第2太陽電池モジュール32の軒側(−Y方向側)を固定する取付部材4(例えば、図4(a)の左下側)を2列目の取付部材4とする。また、図4において、第2太陽電池モジュール32の棟側を固定する取付部材4(例えば、図4(c)の右上側)を3列目の取付部材4とする。
次に、図4(a)に示すように、3列目の取付部材4の第1支持部材213に第1拘束部材23を取り付ける。
そして、図4(b)に示すように、3列目の取付部材4の第2支持部材223の第1突出部22bと第1拘束部材23の第1鉤部23bとを係合して、第1支持部材213上に第2支持部材223を載置する。
そして、2列目の取付部材4の第2支持部材222の上に2列目の太陽電池モジュール(第2太陽電池モジュール)32を載置する。そして、このとき、図4(c)に示すように、2列目の取付部材4の第2支持部材222の第2突出部22cに、第2太陽電池モジュール32の軒側フレーム12eのフレーム凹部12bを係合させる。
そして、3列目の第2支持部材223の第2支持部22a上に、棟側フレーム12fのフレーム底面12dを載置する。なお、このとき、棟側フレーム12fのフレーム凹部12bと、第2支持部材223の第1突出部22bとは、まだこの段階では係合されていない。
次に、図4(d)に示すように、3列目の取付部材4の第2支持部材223を、第1拘束部材23と係合した状態で、Y方向の軒側へ移動し、第2支持部材223の第1突出部22bと第2太陽電池モジュール32のフレーム凹部12bとを係合する。そして、3列目の第2支持部材223の第2凸部22eと第2拘束部材24の第2鉤部24bとを係止し、固定部材24eを締め付ける。これによって、第2支持部材223を第1支持部材213に固定し、第2太陽電池モジュール32を3列目の取付部材4に固定する。
以下、3列目以降の太陽電池モジュール3の設置は、上述で説明した2列目の太陽電池モジュール3の設置方法と同様であるため省略する。
このように、本実施形態においては、第2支持部材22が第1拘束部材23と係止しつつY方向へ移動し、第2支持部材22が太陽電池モジュール3の棟側と嵌合することによって、太陽電池モジュール3が第2支持部材22に固定される。すなわち、本実施形態においては、第2支持部材22同士の間隔(例えば、2列目の取付部材4の第2支持部材222と3列目の取付部材4の第2支持部材223との間の間隔)が、設置作業の中で太陽電池モジュール3をY方向に沿って隣り合う一対の第2支持部材22(第2支持部材222と第2支持部材223)で挟むことによって自然に決まる。このため、設置作業前に傾斜面2に第2支持部材22の取付位置の採寸作業における要求精度が緩和される。
また、図4(c)と図4(d)に示すように、2列目の第2太陽電池モジュール32を棟側から固定する3列目の取付部材4の第1拘束部材23は、第2太陽電池モジュール32の下方に位置している。一方で、第1拘束部材23は、軸部23eによって第1係合部材23aと第1ストッパー23cとが連結されている。これにより、第2太陽電池モジュール32の設置後に、第1拘束部材23を第1支持部材21に固定しなくてもよい。これによって、締結箇所の低減が図れる。
また、図4(d)に示すように、第2支持部材22はY方向の両端側を第1拘束部材23および第2拘束部材24によってZ方向に対して固定される。これにより、締結箇所を低減したにもかかわらず、第2支持部材22の高い固定強度を得ることができる。
また、本実施形態において、第2太陽電池モジュール32は、第2支持部材22と嵌合することにより、取付部材4に固定される。このことから、第2太陽電池モジュール32を第2支持部材22に工具を用いて締結することが不要である。これにより、さらなる締結箇所の低減が図れ、施工性を向上することができる。
さらに、図5に示すように、太陽電池モジュール3を第2支持部材22の上に載置した状態で、第2拘束部材24の固定部材24eを取り付けることができる。これにより、作業中に作業者が太陽電池モジュール3の上に載って作業する際に生じ得る太陽電池素子17の損傷を低減できる。
次に、図6を用いて、他の参考例に係る太陽電池アレイ102について、詳細に説明する。
本実施形態に係る太陽電池アレイ102は、太陽電池モジュール3の側面の第2支持部材22における固定構造において、上述の参考例の実施形態と相違する。
太陽電池アレイ102に用いられる取付部材42は、板状部22fと棟側フレーム12fのフレーム側部12aとを貫くネジ27をさらに有している。これにより、第2支持部材22の板状部22fは、軒側フレーム12fのフレーム側部12aにネジ27で固定される。
このようなネジ27を取り付けることにより、第2支持部材22を介してX方向に隣接する太陽電池モジュール3を電気的に接続することができる。これにより、第2支持部材22のX方向における寸法が、太陽電池モジュール3のX方向における寸法よりも大きい場合、太陽電池アレイ3を接地するためのアース線の本数を削減して施工をより簡略化することができる。
なお、ネジ27は、X方向に隣接する太陽電池モジュール3のそれぞれに取り付けるとよい。
第1実施形態
次に、図7と図8を用いて、本発明の第1実施形態に係る太陽電池アレイ103について、詳細に説明する。
太陽電池アレイ103は、太陽電池モジュール3の側面の第2支持部材22における固定構造において、上述の参考例の実施形態と相違する。
実施形態は、太陽電池アレイ103に用いられる取付部材43のうち、第2支持部材22の形状において、上述の参考例の実施形態と異なる。図7および図8に示すように、第1突出部22bおよび第2突出部22cが、太陽電池モジュール3のフレーム12のフレーム上面12cに当接するように配置されている。
すなわち、第1突出部22bおよび第2突出部22cは、参考例のように、フレーム12に設けられたフレーム凹部12bに挿入するものに限られるものではない。本実施形態のように、第1突出部22bおよび第2突出部22cは、第2支持部22aとともに、フレーム12を上下から挟みこんで保持するものであってもよい。この場合、第1突出部22bと第2支持部22aとの間、および第2突出部22cと第2支持部22aとの間に、それぞれ対応する太陽電池モジュール3のフレーム12が固定される。
これにより、第2支持部材22によって太陽電池モジュール3を固定する力が向上する。また、太陽電池アレイ103は、フレーム凹部12bを有しないフレーム12を固定することもできるため、汎用性に優れている。
さらに、太陽電池アレイ103において、取付部材43が、第1突出部22bの下方に、X方向に沿って延びる空隙部22hと、第1突出部22bおよび空隙部22hを挿通するネジ28とをさらに有している。空隙部22hは、第1支持部材21の底部21aに略平行な一対の板部の間に位置している。
そして、第2支持部材22は、上方の板部に第2突出部22cが接合され、下方の板部に支持部22aが接合されている。そして、この一対の板部は、Y方向における一方側で互いに接合されている。
実施形態においては、このような空隙部22hを有する第2支持部材22をネジ28で締めることで、軒側に配置された第1太陽電池モジュール31のフレーム12を挟持して固定することができるとともに、棟側に配置される第2太陽電池モジュール32のフレーム12を挿入することができる。これによって、本実施形態においても、作業者が太陽電池モジュール3の上に載ることなく太陽電池アレイの施工を行なうことができる。
<施工方法>
また、このような空隙部22hを設けたことにより、太陽電池アレイ103は、以下の施工によって太陽電池モジュール3をより強固に固定することができる。
まず、図8(a)に示すように、第2支持部材22をY方向の棟側にスライドし、第2支持部22aと第1突出部22bとの間に、棟側フレーム12fを挿入する。
次に、図8(b)に示すように、ネジ28を締め込むことにより、第2支持部材22の第1突出部22bが下方に撓み空隙部22hが狭くなる。これにより、第1突出部22bが棟側フレーム12fを押圧して、第1太陽電池モジュール31を強固に固定する。
そして、図8(c)に示すように、第2支持部22aと第2突出部22cとの間隔は広くなり、第2太陽電池モジュール32の軒側フレーム12eを挿入しやすくなる。
第2実施形態
次に、図9乃至図11を用いて、本発明の第2実施形態に係る太陽電池アレイ104について説明する。
太陽電池アレイ104は、第1支持部材の空所部内において、第1ストッパーが第2拘束部材に対向するようにY方向に延びている部位を有する第1拘束部材30を用いている点で、上述の参考例の実施形態および1実施形態と相違する。
第1拘束部材30は、図9および図10に示すように、第1係合部30a、前方ストッパー部30b、後方ストッパー部30c、連結部30dおよび該連結部30dに設けられたネジ穴30eを有している。なお、本実施形態において、参考例および第1実施形態における第1ストッパーに相当する部位は、前方ストッパー部30b、後方ストッパー部30cおよび連結部30dである。連結部30dは、前方ストッパー部30bおよび後方ストッパー部30cを連結するものであり、Y方向に延びるように設けられている。そのため、本実施形態において、この第1ストッパーに相当する部位が第1支持部材21の空所部21d内に配置される。さらに、第1拘束部材30は、第1係合部30aと前方ストッパー部30bとの間に、第1支持部材21の第1支持部21c、側部21gおよび内壁21iの断面形状に合う溝部30fを有する。この溝部30fは、第1支持部材21の第1支持部21c、側部21g、内壁21iの断面の厚みよりもわずかに大きい。これにより、第1拘束部材30は、第1支持部材21に沿って移動可能である。
第1拘束部材30は、溝部30fで第1支持部材21と係合することによって、Y方向の一端側がX方向とZ方向に拘束される。一方で、Y方向に対する移動は許容される。これにより、第1拘束部材30に第2係合部材24aを取り付けた固定部材24eを緩めた場合に、第1拘束部材30は、第1支持部材21上において、第2支持部材22、第2係合部材24aおよび固定部材24eとともにY方向へ移動可能である。また、固定部材24eを締めた場合に、第2係合部材24aと連結部30dとの間隔が狭くなり、後方ストッパー部30cが内壁部21iに係合する。これにより、第2支持部材22は、Y方向への移動も拘束されるため、第1支持部材21に固定される。すなわち、本実施形態では、第1支持部材21の一部である第1支持部21cおよび内壁部21iを第2係合部材24aとともに挟んで保持して、固定部材24eで第1支持部材21に固定されている。これにより、第2拘束部材24に第2ストッパー24cを設けることなく、第2支持部材22を第1支持部材21に固定することができる。その結果、部品点数が削減されることによって、設置面への施工性が向上する。
<施工方法>
太陽電池アレイ104は、以下の方法により施工することができる。
まず、図11(a)に示すように、第1拘束部材30の溝部30fを、第1支持部材21に嵌めこむ。
次に、図11(b)に示すように、第2支持部材22の第1凸部22dを、第1拘束部材30の第1係合部30aに係合させる。次いで、第2支持部材22の第2凸部22eを第2拘束部材24の第2係合部材24aで係止する。次に、連結部30dのネジ穴30eに固定部材24eを挿入することによって、第2係合部材24aを第1支持部材21に緩く固定する。このとき、第2支持部材22、第1拘束部材30および第2拘束部材24は、第1支持部材21に対してZ方向には固定されているが、Y方向への移動は許容されている状態である。
次いで、図11(c)に示すように、太陽電池モジュール32を第2支持部材22の第2支持部22a上に載置する。次に、図11(d)に示すように、第1支持部材21上に配置されている第2支持部材22、第1拘束部材30および第2拘束部材24を一体的にY方向(軒側)に移動し、太陽電池モジュール32を第2支持部材22の第1凹部22iに係合する。次いで、固定部材24eを強固に締めることによって、第1支持部材21に第2支持部材22を固定する。以上の作業を繰り返すことによって、太陽電池アレイ104が施工される。
以上、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。また、本発明は上述した実施形態および参考例の実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
例えば、本発明を適用できる太陽電池アレイとしては、上述の実施形態で説明したものに限られるものではなく、例えば、第1支持部材21が長尺のレールであっても好適に利用することができる。
また、太陽電池アレイを設置する場所も、上述の実施形態のように傾斜した面に限られるものではなく、水平面であってもよい。
また、太陽電池モジュール3としては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造のものに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造、サブストレート構造などの種々の構造のものであってもよい。
1、102、103、104:太陽電池アレイ
2:傾斜面
2a:葺板
2b:野地板
2c:垂木
3:太陽電池モジュール
4:固定部材
11:太陽電池パネル
11a:受光面
11b:非受光面
12:フレーム
12a:フレーム側面
12b:フレーム凹部
12c:フレーム上面
12d:フレーム底面
12e:軒側フレーム
12f:棟側フレーム
12g:嵌合部
13:裏面保護部材
14:透光性基板
15:充填材
16:インナーリード
17:太陽電池素子
18:端子ボックス
21:第1支持部材
21a:底部
21b:貫通孔
21c:第1支持部
21d:空所部
21e:セレーション部
21f:抜け止め部
21g:側部
21h:レール溝
21i:内壁部
22:第2支持部材
22a: 第2支持部
22b:第1突出部
22c:第2突出部
22d:第1凸部
22e:第2凸部
22f:板状部
22g:底部
22h:空隙部23:第1拘束部材
23a:第1係合部材
23b:第1鉤部
23c:第1ストッパー
23c1:第1平坦部
23c2:第1屈曲部
23e:軸部
24:第2拘束部材
24a:第2係合部材
24b:第2鉤部
24c:第2ストッパー
24c1:第2平坦部
24c2:第2屈曲部
24e:固定部材
25:ビス
27、28:ネジ
29:粘着部材
30:第1拘束部材
30a:第1係合部
30b:前方ストッパー部
30c:後方ストッパー部
30d:連結部
30e:ネジ穴
30f:溝部

Claims (9)

  1. 設置面における第1方向に沿って配置された複数の太陽電池モジュールと、
    隣り合う該太陽電池モジュールを固定する取付部材とを有しており、
    該取付部材は、
    前記第1方向に延びる第1支持部材と、
    該第1支持部材の上に配置された、前記第1方向に直交する第2方向に延びる第2支持部材と、
    前記第1方向において前記第2支持部材の一方側に配置された、前記第2支持部材の前記第2方向および前記第1方向に直交する高さ方向への移動を拘束する第1拘束部材と、
    前記第1方向において前記第2支持部材の他方側に配置された、前記第2支持部材の前記高さ方向への移動を拘束する第2拘束部材とを有しており、
    前記第1拘束部材は、前記第2支持部材とともに前記第1支持部材を前記第1方向に沿って移動可能であり、
    前記第2拘束部材は、前記第2支持部材の前記第1方向に沿った移動を拘束するものであり、
    前記第1支持部材は、前記第1方向に延びる底部と、該底部に対向して配置された前記第1方向に延びる一対の第1支持部と、該一対の第1支持部間に形成された前記第1方向に延びるレール溝と、前記底部および前記一対の第1支持部の間に位置する空所部とを有する中空状の柱状体であり、
    前記第1拘束部材は、前記第1支持部材上を前記第1方向に沿って移動可能な第1係合部材と、前記第1支持部材の前記空所部内に配置された、前記第1係合部材に対向するように前記第1方向に延びる第1ストッパーを有し、
    該第1ストッパーは、前記第1支持部材の一部を前記第1係合部材とともに挟むように配置されている、太陽電池アレイ。
  2. 前記第2支持部材は、前記太陽電池モジュールの下面を支持している支持部と、該支持部に立設された板状部と、該板状部から少なくとも前記第1方向における一方側に突出している突出部とを有し、前記支持部および前記突出部で前記太陽電池モジュールを挟み込んで保持する、請求項に記載の太陽電池アレイ。
  3. 前記突出部は、前記太陽電池モジュールの上面に当接している、請求項2に記載の太陽電池アレイ。
  4. 前記第1拘束部材は、前記第1係合部材から前記第2支持部材に向かって突出して前記第1係合部材を前記第2支持部材に連結する第1鉤部を有しており、
    前記第2拘束部材は、前記第1支持部材上を前記第1方向に沿って移動可能な第2係合部材と、該第2係合部材から前記第2支持部材に向かって突出して前記第2係合部材を前記第2支持部材に連結する第2鉤部と、前記第2係合部材を前記第1支持部材に固定する固定部材とを有している、請求項1に記載の太陽電池アレイ。
  5. 記第2拘束部材は、前記第1支持部材の前記空所部内に配置された第2ストッパーを有している、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
  6. 前記第2支持部材は、前記固定部材が前記第1支持部を挟んで配置された前記第2係合部材と前記第2ストッパーとを固定することによって、前記第1支持部材に固定されている、請求項5に記載の太陽電池アレイ。
  7. 前記レール溝は、それぞれ前記一対の第1支持部から下方に突出した、下端が凹凸形状である内壁部を有しており、
    前記第1ストッパーは、前記内壁部の下端に当接している第1平坦部を有し、
    前記第2ストッパーは、前記内壁部の下端から離して配置された第2平坦部と、該第2平坦部の前記第1方向における両端から前記第1支持部に向かって延びて前記内壁部の下端に当接している第2屈曲部とを有している、請求項5または6に記載の太陽電池アレイ。
  8. 前記第1ストッパーは、前記第1平坦部の前記第1方向における両端から前記底部に向かって延びている第1屈曲部をさらに有している、請求項7に記載の太陽電池アレイ。
  9. 前記太陽電池モジュールは、前記第1方向に沿って傾斜する傾斜面に固定されるとともに、
    前記第1拘束部材は、前記第2支持部材に対して前記傾斜面の傾斜方向の下方側に配置され、前記第2拘束部材は、前記第2支持部材に対して前記傾斜面の傾斜方向の上方側に配置されている、請求項1から請求項のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
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