JP6046708B2

JP6046708B2 - 太陽電池装置

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Publication number: JP6046708B2
Application number: JP2014514392A
Authority: JP
Inventors: 貴寛北野; 幸貴内田; 山下　満雄; 満雄山下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: EP2849234A4; JPWO2013168440A1; WO2013168440A1; US20150122333A1; EP2849234A1

Description

本発明は太陽電池装置に関する。

太陽電池装置は、例えば、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールを固定するための架台とを備えている。

複数の太陽電池装置によって構成された太陽光発電設備は、施工性を高めて、工事のコストを低減することが求められている。そこで、太陽電池モジュールと架台とを締結する締結部材を削減し、太陽電池モジュールと架台とを嵌合により固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１−１５３４６５号公報

特許文献１に記載された太陽電池装置の架台は、太陽電池モジュールのフレームの上面および底面を挟む構造である。このため、太陽電池モジュールのフレームの上面を覆う架台が、太陽電池モジュールの傾斜方向に沿って流れる雨水等をせき止める場合がある。これにより、太陽電池モジュールの受光面に雨水が滞留しやすくなる。そして、この雨水の蒸発時に雨水に含まれる微細な砂塵等によって、太陽電池モジュールの受光面に汚れが付着するおそれがある。これにより、発電効率が低下する場合がある。

一方、大規模の太陽電池装置は、通常、フリーメンテナンスになるように構成される。それゆえ、太陽電池モジュールの受光面（例えば、ガラス面）の洗浄が行われない。このため、このような太陽電池装置では、上記した汚れの付着を低減する技術が求められている。

本発明の目的の１つは、防汚性を高めた太陽電池装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る太陽電池装置は、傾斜した配設面の上から下へ向かって互いに平行に配置されて、前記配設面の上側に位置する第１レール側部と前記配設面の下側に位置する第２レール側部とを有する複数の横レール部材と、これら横レール部材の内、互いに隣り合う、下側に位置する第１横レール部材と上側に位置する第２横レール部材との間に配置されている太陽電池モジュールとを備えた太陽電池装置であって、前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、前記第１横レール部材の前記第１レール側部の側に位置して前記太陽電池パネルの第１パネル側部を保護する第１フレーム部材と、前記第２横レール部材の前記第２レール側部の側に位置して前記第１パネル側部に対して反対側の第２パネル側部を保護する第２フレーム部材とを有しており、前記横レール部材は、該横レール部材の一部が上側から視て露出した上面を有し、前記第１フレーム部材の上面の鉛直方向における高さ位置が、前記第１横レール部材の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高く、前記横レール部材の前記第２レール側部は、前記太陽電池モジュールの前記第２フレーム部材の上面を覆い、前記第２レール側部に位置する嵌合部は、前記第２フレーム部材よりも高さ位置が高いとともに、前記嵌合部の奥行きは、前記第１フレーム部材から前記第１レール側部へ向かって突出する凸部の突出長さよりも長い。

上記実施形態によれば、防汚性に優れた太陽電池装置とすることができる。

図１は本発明の一実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図１（ａ）は太陽電池装置の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部を拡大して示す斜視図である。図２は本発明の一実施形態に係る太陽電池装置に用いる太陽電池モジュールの一例を示す図であり、図２（ａ）は太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断した場合の断面図である。図３は本発明の一実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図１（ａ）のＣ−Ｃ’線で切断した場合の断面図である。図４（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは本発明の一実施形態に係る太陽電池装置の組み立ての様子の一例を示す断面図である。図５は本発明の一実施形態に係る太陽電池装置の変形例であり、図３に相当する位置における断面図である。図６は本発明の一実施形態に係る太陽電池装置の変形例に用いる太陽電池モジュールの一例を示し、図６（ａ）は太陽電池モジュールを裏面側から見た平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）をＤ−Ｄ’線で切断した場合の断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）をＥ−Ｅ’線で切断した断面図を示す。図７は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置に用いる太陽電池モジュールの一例を示し、図７（ａ）は受光面側から見た太陽電池モジュールの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ’線で切断した場合の断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＧ−Ｇ’線で切断した場合の断面図である。図８は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置に用いる太陽電池モジュールの一部を示す図であり、図７（ａ）のＪ部を拡大した斜視図である。図９は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図９（ａ）は図１（ｂ）のＡ部に相当する部位を拡大して示す斜視図、図９（ｂ）は水の流路の一例を示す断面図である。図１０は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図１０（ａ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ’線で切断した場所に相当する断面図であり、図１０（ｂ）は図１（ａ）のＡ部に相当する場所を拡大して示す斜視図である。図１１は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図１１（ａ）は太陽電池装置の側面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）をＫ−Ｋ’線で切断した太陽電池装置の断面図である。図１２は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図１１（ｂ）のＭ部を拡大して示す平面図である。図１３は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図１１（ａ）のＮ部を拡大して示す平面図である。図１４は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図１１（ａ）のＮ部を拡大して示す平面図である。図１５は本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、最も軒側に位置する横レール部材の近傍を拡大して示す断面図である。

本発明に係る太陽電池装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置１を構成する太陽電池モジュール２の受光面に平行で、この受光面が設置面Ｐに対して傾斜した傾斜方向に垂直な方向をＸ軸方向とする。また、この受光面に平行で傾斜方向に平行な方向をＹ軸方向とし、この受光面に垂直な方向をＺ軸方向とする。また、以下の説明では、図１等において、太陽電池装置１の傾斜方向における下方を軒側とし、傾斜方向における上方を棟側と称する。また、図面は模式的に示したものであり、各構成のサイズおよび位置関係等は正確に示したものではない。

＜太陽電池装置＞
太陽電池装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、水平面である設置面Ｐに立てられた基礎２１上に配置された柱部材２２と、この柱部材２２の上部に支持される縦レール部材２３とを備えている。また、太陽電池装置１は、縦レール部材２３上に、縦レール部材２３と直交する方向に互いに平行に固定された複数の横レール部材２４と、横レール部材２４間に配置される１以上の太陽電池モジュール２とを備えている。太陽電池モジュール２は、互いに隣り合うように配置された第１横レール部材と第２横レール部材との間に配置されている。

縦レール部材２３の上面は、設置面Ｐに対して傾斜した横レール部材２４の配設面となっている。また、複数の横レール部材２４は、この傾斜した配設面の上から下へ向かって互いに平行に配置されている。そのため、本実施形態では、傾斜方向の下側（−Ｙ方向側）に配置されているものが第１横レール部材であり、傾斜方向の上側（＋Ｙ方向側）に配置されているものが第２横レール部材である。また、横レール部材２４は、図１（ｂ）に示すように、上記配設面の上側に位置する第１レール側部２４ｖと、上記配設面の下側に位置する第２レール側部２４ｗとを有する。

また、太陽電池モジュール２は、図２、図３に示すように、第１パネル側部１５ｖを有する太陽電池パネル１５と、上記第１横レール部材の第１レール側部２４ｖの側に位置する第１フレーム部材１６ｖとを備えている。第１フレーム部材１６ｖは太陽電池パネル１５の第１パネル側部１５ｖを保護する。また、太陽電池モジュール２は、上記第２横レール部材（図３では説明の便宜上同一の横レール部材２４で説明する）の第２レール側部２４ｗの側に位置する第２フレーム部材１６ｗを備えている。第２フレーム部材１６ｗは、第１パネル側部１５ｖに対して反対側の第２パネル側部１５ｗ（図３では説明の便宜上、軒側の太陽電池パネルで説明する）を保護する。

第１フレーム部材１６ｖは、図２に示すように、第１フレーム係合部である嵌合部１６ａ（例えば、第１凸部１６ｅ）を有している。嵌合部１６ａは、第１フレーム部材１６ｖの側部に上記第１横レール部材である横レール部材２４の第１レール側部２４ｖと係合する。ここで、第１フレーム部材１６ｖの上面の鉛直方向Ｈにおける高さ位置Ｌが、第１横レール部材である横レール部材２４の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高い。

次に、図１示す太陽電池装置１を構成する各要素の具体例について詳細に説明する。

＜太陽電池モジュール＞
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール２は、複数の太陽電池素子１２を互いに電気的に接続してなる集合体を備えている。太陽電池モジュール２は、例えば、太陽電池素子１２を配設した基板側から光が入射されるスーパーストレート構造、太陽電池素子がガラス基板で囲まれたダブルガラス構造または上記基板の反対側から光が入射されるサブストレート構造など様々な構造を選択できる。とりわけ、図２に示されたスーパーストレート構造であれば、結晶シリコンを用いた太陽電池に適用しやすい。本実施形態では、スーパーストレート構造の太陽電池モジュールの一例について説明する。

図２に示すように、太陽電池モジュール２は、透光性基板１１と、この透光性基板１１に対して所定位置に配置された複数の太陽電池素子１２と、これら太陽電池素子１２の周囲を保護する充填材１３と、裏面保護部材１４とが積層されて構成された太陽電池パネル１５を有している。ここで、太陽電池パネル１５は、主として光が入射される表面に相当する受光面１５ａと、この受光面１５ａに対して裏側に位置する裏面１５ｂとを有している。

透光性基板１１は、太陽電池素子１２等を受光面１５ａ側から保護する機能を有している。このような透光性基板１１としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等を用いることができる。

太陽電池素子１２は、入射された光を電気に変換する機能を有している。このような太陽電池素子１２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半導体基板と、この半導体基板の表面（上面）および裏面（下面）に設けられた電極とを有している。このような太陽電池素子１２は、例えば、平面視で四角形状をしている。このとき、太陽電池素子１２の一辺の大きさは、例えば、１００〜２００ｍｍである。このような太陽電池素子１２では、例えば、隣接する太陽電池素子１２のうち、一方の太陽電池素子１２の表面に位置する電極と、他方の太陽電池素子１２の裏面に位置する電極とが配線材（インナーリード）で電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池素子１２が直列接続されるように配列される。このような配線材としては、例えば、半田が被覆された銅箔などを用いることができる。

なお、太陽電池素子１２の種類は、特に制限されない。例えば、太陽電池素子における光電変換部分がアモルファスシリコン系、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト系またはＣｄＴｅ系などの材料から成る薄膜型の太陽電池素子が採用されてもよい。上述した薄膜型の太陽電池素子は、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコン系、ＣＩＧＳ系またはＣｄＴｅ系などからなる光電変換層および透明電極などを適宜積層させたものが利用できる。このような薄膜型の太陽電池素子は、ガラス基板上で光電変換層および透明電極にパターニングを施して集積化することによって得られる。そのため、薄膜型の太陽電池素子では、複数の光電変換層どうしを接続する配線材を不要にできる。さらに、太陽電池素子１２は、単結晶または多結晶シリコン基板上にアモルファスシリコンの薄膜を形成したタイプであってもよい。

太陽電池素子１２の両主面側に設けられる充填材１３は、太陽電池素子１２を封止する機能を有している。このような充填材１３としては、例えば、エチレンビニルアセチレートの共重合体などの熱硬化性樹脂を用いることができる。

裏面保護部材１４は、太陽電池素子１２等を裏面１５ｂ側から保護する機能を有している。このような裏面保護部材１４は、太陽電池パネル１５の裏面１５ｂ側に位置する充填材１３と接着している。裏面保護部材１４としては、例えば、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、またはこれらを適宜選択して積層したものを用いることができる。

図２に示すように、太陽電池モジュール２の太陽電池パネル１５の周縁部には、フレーム部材１６が設けられている。フレーム部材１６は、太陽電池パネル１５を保持する機能を有する。フレーム部材１６は、太陽電池パネル１５の外周を補強する長尺状の部材である。フレーム部材１６は、嵌合部１６ａ、フレーム上面１６ｂ、フレーム底面１６ｃおよびフレーム側面１６ｄを有している。嵌合部１６ａは、太陽電池パネル１５と嵌合する部分である。フレーム上面１６ｂは、太陽光を受光する側に位置する面である。フレーム底面１６ｃは、フレーム上面１６ｂの裏面側に位置する面である。フレーム側面１６ｄは、フレーム上面１６ｂおよびフレーム底面１６ｃを接続しており、外側に面している。

さらに、横レール部材２４に対応するフレーム部材１６は、フレーム側面１６ｄに第１凸部１６ｅが設けられている。この第１凸部１６ｅは、図３に示すように、フレーム部材１６の高さ方向の中間部位から、太陽電池パネル１５の主面に略平行な方向に突出するように設けられている。そして、この第１凸部１６ｅは、後述する横レール部材２４の第１嵌合部２４ｆと係合する嵌合部（第１フレーム係合部）１６ａを構成する。

このようなフレーム部材１６は、例えばアルミニウムを押し出し成形すること等によって製造することができる。

＜架台＞
架台３は、太陽電池モジュール２を支持するものである。図１に示すように、架台３は、例えば、地面などの設置面Ｐに配置された基礎２１上に設けられる。このうち、棟側を支持する基礎２１ａの上に柱部材２２が立設されている。また、軒側の基礎２１ｂと柱部材２２上に、縦レール部材２３が架設されている。そして、並設された縦レール部材２３間に、複数の横レール部材２４が渡設されている。このとき、横レール部材２４の長手方向は、縦レール部材２３の長手方向と略直交している。また、横レール部材２４は、太陽電池モジュール２の幅と略同間隔で複数並設されている。

＜基礎＞
基礎２１は、太陽電池装置１の土台としての機能を有している。このような基礎２１としては、例えば、長尺のコンクリートを土中に埋め込んだ布基礎を用いることができる。このとき、地盤が軟弱である場合は、布基礎の底部の幅を広げて接地圧を低減させてもよい。このような布基礎であれば、布基礎の底部の比較的広い面積で地盤に支持される。これにより、基礎２１の不同沈下に伴う太陽電池装置１の歪みを低減できる。その結果、太陽電池モジュール２の破損等が低減される。

基礎２１としては、例えば、ステンレスの摩擦杭の一種であるスクリュー杭を用いてもよい。スクリュー杭は、円形断面の杭体の外周に螺旋状の翼部が設けられている。これにより、スクリュー杭は、周面摩擦および引抜抵抗が向上している。このような摩擦杭を基礎２１に用いることによって、太陽電池装置１に吹き上げ方向の風圧力が加わった時の引抜抵抗が高まる。これにより、太陽電池装置１の強度が高まる。

＜柱部材＞
柱部材２２は、長手方向が設置面Ｐに対して垂直方向となるように棟側の第１基礎２１ａおよび軒側の第２基礎２１ｂのそれぞれの上に配置されている。柱部材２２は、図１に示すように、縦レール部材２３の棟側を支持している。

柱部材２２は、例えば、大文字のＩ型もしくはＨ型に類似した断面形状を有している。このような柱部材２２は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型によって形成することができる。

＜縦レール部材＞
縦レール部材２３は、基礎２１と柱部材２２の上に、設置面Ｐに対して傾斜するように架設される部材である。また、並設された縦レール部材２３上に、縦レール部材２３の長手方向と略直交するように、横レール部材２４が固定される。縦レール部材２３の断面形状は、例えば、略角パイプ状である。このような縦レール部材２３は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型によって形成することができる。

＜横レール部材＞
横レール部材２４は、図１、図３に示すように、縦レール部材２３上にＸ軸方向を長手方向にして配置される。横レール部材２４は、例えば、細長い形状を有する長尺体であればよい。横レール部材２４の長手方向（Ｘ軸方向）における寸法は、太陽電池モジュール２の寸法および材質に応じて適宜選択できるが、例えば、一枚から複数枚の太陽電池モジュール２のＸ軸方向における寸法としてもよい。本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、横レール部材２４の長手方向における寸法は、太陽電池モジュール２のＸ軸方向における寸法の２倍としている。

本実施形態において、横レール部材２４は、閉断面を有する角パイプ形状の上部に、長手方向に垂直な両方向へ開口した凹部を有する形状である。このため、横レール部材２４は、支持部２４ａと、底部２４ｂと、鉤状部２４ｃ、上面端部２４ｄ、上部２４ｅ、第１嵌合部２４ｆ、第２嵌合部２４ｇとを有している。

支持部２４ａは、太陽電池モジュール２のフレーム底面１６ｃを支持する面であり、Ｘ軸方向に沿って延びている。横レール部材２４は、太陽電池モジュール２の第１フレーム部材であるフレーム部材１６のフレーム底面１６ｃに当接する支持部２４ａを有している。この支持部２４ａは、第１フレーム係合部１６ａを横レール部材２４の第１レール側部２４ｖに導くガイド部である。

また、横レール部材２４の底部２４ｂは、縦レール部材２３の上面と当接する部分であり、支持部２４ａの下方に位置している。

図３に示すように、鉤状部２４ｃは、底部２４ｂのＹ軸方向の両側にＺ軸方向へ突出した鉤状をなす部分である。この鉤状部２４ｃは、縦レール部材２３に対してボルトおよびナット等で締結するストッパー２５に連結可能である。

横レール部材２４の第１嵌合部２４ｆおよび第２嵌合部２４ｇは、支持部２４ａの上側でＹ軸方向の両側方向に向けて開口している。第１嵌合部２４ｆおよび第２嵌合部２４ｇは、例えば、凹状を成している。第１嵌合部２４ｆには、太陽電池モジュール２の軒側のフレーム部材１６の第１凸部１６ｅが挿入される。これにより、第１凸部１６ｅは、第１嵌合部２４ｆに係合される。このとき、第１嵌合部２４ｆにおけるＺ軸方向の間隔が、フレーム部材１６のフレーム底面１６ｃから第１凸部１６ｅの上面までのＺ軸方向の距離と略同じである。そして、第１嵌合部２４ｆの上面が、第１凸部１６ｅの上面と当接する位置にあることによって、第１凸部１６ｅを挿入して係合（または嵌合）することができる。なお、第１嵌合部２４ｆの上面および第１凸部１６ｅは、接触していなくてもよい。例えば、第１凹部２４ｆの上面および第１凸部１６ｅとの間に、若干のクリアランスを設けてもよい。これにより、第１凸部１６ｅを第１嵌合部２４ｆ内に挿入しやすくなる。

第２嵌合部２４ｇには、太陽電池モジュール２の棟側のフレーム部材１６が挿入される。より詳細には、第２嵌合部２４ｇにおけるＺ軸方向の間隔が、フレーム部材１６のフレーム上面１６ｂからフレーム底面１６ｃまでの距離と略同じであることにより、太陽電池モジュール２の軒側のフレーム部材１６を、第２嵌合部２４ｇに挿入して係合（または嵌合）することができる。これにより、横レール部材２４の第２レール側部２４ｗは、太陽電池モジュール２の第２フレーム部材１６ｗの上面を覆うようになる。

さらに、第１フレーム部材１６ｖの上面の鉛直方向Ｈにおける高さ位置Ｌが、第１横レール部材である横レール部材２４の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高い。

このような横レール部材２４は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型により形成することができる。

＜施工方法＞
次に、図４を用いて、横レール部材２４間に太陽電池モジュール２を固定する方法について説明する。

図４（ａ）に示すように、まず、上側に位置する第２横レール部材である横レール部材２４１の第２嵌合部２４ｇに、太陽電池モジュール２の第２フレーム部材である棟側フレーム１６ｗを斜めに差し込む。次に、太陽電池モジュール２の第１フレーム部材である軒側フレーム１６ｖ側のフレーム底面１６ｄを第１横レール部材である横レール部材２４２の支持部２４ａの上に載置するように動かす。

これにより、図４（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール２は、フレーム底面１６ｄを横レール部材２４１と第１横レール部材である横レール部材２４２の支持部２４ａの上に載置される。

そして、図４（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール２をＹ軸方向の軒側へ移動させて、横レール部材２４１の第２嵌合部２４ｇに太陽電池モジュール２の棟側フレーム１６ｗを係合させる。このとき、横レール部材２４２の第１嵌合部２４ｆに、第１フレーム部材である軒側フレーム１６ｖが係合させる。

なお、図４（ｃ）のように固定した後で、第２嵌合部２４ｇと軒側フレーム１６ｗとの間にストッパー２５を挿入してもよい。これにより、太陽電池モジュール２がＹ軸方向の棟側に移動しても、太陽電池モジュール２が横レール部材２４１から外れにくくなる。

また、図５に示すように、太陽電池モジュール２は、締結部材２７で横レール部材２４に固定してもよい。図５に示すように、締結部材２７は、横レール部材２４のＹ軸方向の両側に張り出した第１支持部２４ａ１および第２支持部２４ａ２にそれぞれ設けられる。また、第１支持部２４ａ１および第２支持部２４ａ２には、締結部材２７が挿入される貫通孔が設けられている。このとき、図６に示すように、太陽電池モジュール２には、第１フレーム部材としての軒側フレーム１６ｗおよび第２フレーム部材としての棟側フレーム１６ｖに接続される第３フレーム部材１６ｘおよび第４フレーム部材１６ｙに孔部１７が設けられている。また、図６に示すように、太陽電池モジュール２に裏面補強部材１８が設けられている場合には、この裏面補強部材１８にも孔部１７が設けられている。そして、第３フレーム部材１６ｘ、第４フレーム部材１６ｙおよび裏面補強部材１８の孔部１７に締結部材２７を挿入して、横レール部材２４の第１支持部２４ａ１および第２支持部２４ａ２に太陽電池モジュール２を横レール部材２４に固定してもよい。

図３に示すように、本実施形態では、太陽電池モジュール２の第１フレーム部材１６ｖの上面の鉛直方向Ｈにおける高さ位置Ｌが、第１横レール部材である横レール部材２４の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高い。これにより、本実施形態では、例えば、フレーム上面１６ｂと横レール部材２４ｅの上部がほぼ平坦もしくは上側から下側へ段状にすることができる。その結果、本実施形態では、太陽電池モジュール２の受光面側において、雨水および砂塵等が滞留しにくくなるため、雨水等の蒸発時に生じる砂塵等の付着量が低減される。これにより、防汚性が高まる。

また、本実施形態では、横レール部材２４の第２嵌合部２４ｇのＺ軸方向の高さを太陽電池モジュール２のフレーム部材１６のＺ軸方向の高さよりも大きくするとともに、第２嵌合部２４ｇのＹ軸方向の奥行きをフレーム部材１６の第１凸部１６ｅのＹ軸方向の長さよりもわずかに大きくしてもよい。これにより、図４（ａ）に示したような太陽電池モジュール２をＹ方向に対して傾斜した状態で第１凸部１６ｅの第２嵌合部２４ｇへの挿入が容易になる。その結果、横レール部材２４間に容易に太陽電池モジュール２を並列に固定することができる。これにより、施工性が向上する。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る太陽電池装置１は、図７および図８に示すように、太陽電池モジュール２の軒側に位置するフレーム部材１６の構造が第１実施形態と相違する。本実施形態では、第１フレーム部材１６ｖの上面側に１以上の切欠き部１６ｇが設けられている。

図７に示すように、切欠き部１６ｇは、フレーム部材１６のフレーム上面１６ｂおよび張り出し部１６ｆに設けられている。切欠き部１６ｇのＸ軸方向の幅は１〜２ｃｍである。

そして、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、切欠き部１６ｇが設けられたフレーム部材１６は、太陽電池モジュール２の軒側に配置される。これにより、太陽電池装置１上の雨水は、フレーム上面１６ｂおよび張り出し部１６ｆに設けられた切欠き部１６ｇを通過して、横レール部材２４に流れ込む。図９（ｂ）の矢印２６は水の流れる様子を示したものである。

フレーム側面の嵌合部１６ａ付近では、外側へ張り出した張り出し部１６ｆを形成している。切欠き部１６ｇを設けたことにより、張り出し部１６ｆが部分的に切り欠かれる構造となることから、張り出し部１６ｆの下方に空間が形成される。そして、この空間が雨水の流路となる。

切欠き部１６ｇは、軒側フレームの任意の位置に設けることができることから、例えば、太陽電池モジュールの軒側フレームの略中央部に設けることもできる。これにより、太陽電池パネルの中央付近の水の滞留を抑制し、防汚の効果を高めることができる。切欠き部１６ｇは、第１フレーム部材１６ｖの長手方向に沿った方向における両端部に設けられてもよい。これにより、第１フレーム部材１６ｖの過度な強度低下を低減しつつ、排水効果を維持することができる。

横レール部材２４へ流れ込んだ水は、横レール部材２４に沿ってＸ軸方向へスムーズに流れて、横レール部材２４の端部から効率よく排水される。以上より、本実施形態では、より防汚性が向上する。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る太陽電池装置１は、太陽電池モジュール２の第１フレーム部材１６ｖの切欠き部１６ｇから露出した太陽電池パネル１５の受光面１５ａの高さが第２実施形態と相違する。図１０に示すように、本実施形態では、切欠き部１６ｇの位置で露出する太陽電池パネル１５の受光面１５ａ１（上面）の鉛直方向における高さ位置Ｌ１が第１横レール部材に相当する横レール部材２４の上面の鉛直方向における高さ位置Ｌ２よりも高くなっている。すなわち、本実施形態は、Ｚ軸方向で見たときに第１フレーム１６ｖを支持する横レール部材２４の第１支持部２４ａ１から横レール部材２４の上部２４ｅまでの高さが、太陽電池モジュール２の第１フレーム部材１６ｖのＺ軸方向の高さよりも小さくなっている。

一方で、第２フレーム部材１６ｗを支持する横レール部材２４の第２支持部２４ａ２から横レール部材２４の上部２４ｅの高さと、太陽電池モジュール２の第２フレーム部材１６２のＺ軸方向の高さとは略同じである。

これにより、フレーム部材１６の切欠き部１６ｇが、長期間の使用により多量の砂または泥などで詰まった場合であっても、太陽電池パネル１５上から雨水とともに砂または泥が下方（軒側）に流されやすくなる。これにより、太陽電池パネル１５に残存する砂塵等が低減される。

さらに、図１０に示すように、本実施形態では、横レール部材２４の上面２４ｅに、該上面２４ｅに開口する凹部２４ｈが設けられてもよい。これにより、棟側に位置する太陽電池モジュール２の太陽電池パネル１５の受光面１５ａから流れてくる雨水や砂が凹部２４ｈに滞留しやくなる。このため、軒側に位置する太陽電池モジュール２に上記雨水とともに砂が流れにくくなる。その結果、軒側に位置する太陽電池モジュール２の太陽電池パネル１５の汚れが低減される。また、凹部２４ｈに溜まった雨水や砂は、Ｘ軸方向に流れて太陽電池装置１の側方から排出される。このとき、凹部２４ｈの大きさは、太陽電池パネル１５の受光面１５ａおよびフレーム上面１６ｂで形成される段差以上の大きさにするとよい。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態に係る太陽電池装置１は、図１１および図１２に示すように、縦レール部材２３の上面に凹部２３ａが設けられている点で第３実施形態と相違する。このとき、横レール部材２４の凹部２４ｈは、図１２に示すように、横レール部材２４の一端部２４Ａまで延びるように形成されている。なお、本実施形態における横レール部材２４の構造は、上述した第１横レール部材２４２および第２横レール部材２４１の少なくとも一方が備えていればよい。そして、この横レール部材２４の一端部２４Ａの下側（−Ｚ方向側）に縦レール部材２３が配置されている。

これにより、本実施形態では、横レール部材２４の凹部２４ｈ内をＸ方向に流れてきた水が、縦レール部材２３の凹部２３ａに集められて、−Ｙ方向に沿った下側に向かって流れる。その結果、太陽電池装置の排水効果が高まる。このとき、図１１（ｂ）に示すように、横レール部材２４ｈは、横レール部材２４ｈの一端部２４Ａ側よりも横レール部材２４ｈの他端部２４Ｂ側の方が鉛直方向（＋Ｚ方向）における高さが高くなるようにしてもよい。これにより、横レール部材２４の凹部２４ｈ内に溜まった水が少量であっても、外部に向かって水を排出しやすくなる。その結果、横レール部材２４の凹部２４ｈに残存する砂等が低減される。このような形態は、例えば、横レール部材２４の一端部２４Ａおよび他端部２４Ｂの下側にそれぞれ位置する柱部材２２の長さが異なるようにすればよい。また、横レール部材２４の傾斜角度は、太陽電池アレイの自重による横レール部材２４の略中央部付近の撓みを考慮し、撓み部においても水平よりも大きな角度で一方向に傾斜する角度であればよい。

さらに、本実施形態では、図１１に示すように、縦レール部材２３の凹部２３ａを流れてきた水を縦レール部材２３の下端側に設けられた樋部材２８を介して容器２９に集めることができる。このように集めた雨水は、太陽電池装置１上の細かな砂塵を洗い流すことや周辺地域の灌漑等に用いることができる。このような形態は、例えば、降雨量が少量の砂漠地域に設置すれば、比較的多くの量の水を効率的に集めることができることから有用性が高い。

なお、本実施形態に係る横レール部材２４は、図１０の形状に限られるものではなく、例えば、図１３に示す形状であってもよい。図１３に示した横レール部材２４は、当接部２４ｘのＹ軸方向の長さが上面端部２４ｄとフレーム上面１６ｂが接するよりも先に、当接部２４ｘとフレーム側面１６ｄとが接している。これにより、このような形態では、上面端部２４ｄとフレーム上面１６ｂとの間に間隙部３０が形成されるようになる。太陽電池パネル１５の受光面１５ａを流れてきた水は、間隙部３０を通って、凹部２４ｈに集めることができる。また、水が凹部２４ｈに効率的に流れ込むことができるように当接部２４ｘを部分的に切り欠いてもよい。

また、本実施形態において、縦レール部材２３の傾斜角度が大きい場合には、凹部２４ｈを設けない横レール部材２４を用いても縦レール部材２３の凹部２３ａに水を流すことができる。例えば、図１４に示すように、縦レール部材２３の傾斜角度が大きい場合には、横レール部材２４の支持部２４ａおよび部２４ｉで形成された角部２４ｊに水が溜まりやすくなる。そして、この角部２４ｊに溜まった水がＸ方向に流れることによって、縦レール部材２３の凹部２３ａに集められる。その後、この凹部２３ａに集められた水は、例えば、−Ｙ方向に沿った下側に向かって流すことができるため、上述したような容器２９に収容しやすくなる。

また、太陽電池装置１において、最も軒先側に位置する横レール部材２４は棟側にのみ太陽電池モジュール２が配置される。そのため、最も軒先側に位置する横レール部材２４は、図１４に示すように、第２レール側部２４ｗの側の第２嵌合部２４ｇを設けない構造であってもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく細部を変更して好適に利用することができる。例えば、凹部２４ｈは、必ずしも太陽電池装置１の全ての横レール部材２４に設ける必要はなく一部の横レール部材２４にのみ設けても良い。例えば、太陽電池装置１の最も軒先側に位置する横レール部材２４にのみ凹部２４ｈを設け、他の横レール部材２４に凹部２４ｈを設けない形態であってもよい。これにより、人為的に太陽電池装置１の棟側から水を流して汚れを取り去ろうとする場合に、太陽電池装置１の中間の横レール部材２４で水量を減らすことなく、軒先側に位置する太陽電池モジュール２まで洗浄しやすくなる。

１：太陽電池装置
２：太陽電池モジュール
３：架台
１１：透光性基板
１２：太陽電池素子
１３：充填材
１４：裏面保護部材
１５：太陽電池パネル
１５ａ、１５ａ１：受光面
１５ｂ：裏面（非受光面）
１６：フレーム部材
１６ａ：嵌合部（第１フレーム係合部）
１６ｂ：フレーム上面
１６ｃ：フレーム底面
１６ｄ：フレーム側面
１６ｅ：第１凸部
１６ｆ：張り出し部
１６ｇ：切り欠き部
１６ｖ：軒側フレーム（第１フレーム部材）
１６ｗ：棟側フレーム（第２フレーム部材）
１６ｘ：第３フレーム部材
１６ｙ：第４フレーム部材
１７：孔部
１８：裏面補強部材
２１：基礎
２１ａ：第１基礎
２１ｂ：第２基礎
２２：柱部材
２３：縦レール部材
２３ａ：第２凹部
２４：横レール部材
２４１：第２横レール部材
２４２：第１横レール部材
２４ａ：支持部（ガイド部）
２４ａ１：第１支持部
２４ａ２：第２支持部
２４ｂ：底部
２４ｃ：鉤状部
２４ｄ：上面端部
２４ｅ：上部
２４ｆ：第１嵌合部
２４ｇ：第２嵌合部
２４ｈ：凹部
２４ｉ：壁部
２４ｊ：角部
２４ｖ：第１レール側部
２４ｗ：第２レール側部
２４ｘ：当接部
２５：ストッパー
２６：水の流れ
２７：締結部材
２８：樋部材
２９：容器
３０：間隙部

Claims

傾斜した配設面の上から下へ向かって互いに平行に配置されて、前記配設面の上側に位置する第１レール側部と前記配設面の下側に位置する第２レール側部とを有する複数の横レール部材と、
これら横レール部材の内、互いに隣り合う、下側に位置する第１横レール部材と上側に位置する第２横レール部材との間に配置されている太陽電池モジュールとを備えた太陽電池装置であって、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、前記第１横レール部材の前記第１レール側部の側に位置して前記太陽電池パネルの第１パネル側部を保護する第１フレーム部材と、前記第２横レール部材の前記第２レール側部の側に位置して前記第１パネル側部に対して反対側の第２パネル側部を保護する第２フレーム部材とを有しており、
前記横レール部材は、該横レール部材の一部が上側から視て露出した上面を有し、
前記第１フレーム部材の上面の鉛直方向における高さ位置が、前記第１横レール部材の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高く、
前記横レール部材の前記第２レール側部は、前記太陽電池モジュールの前記第２フレーム部材の上面を覆い、
前記第２レール側部に位置する嵌合部は、前記第２フレーム部材よりも高さ位置が高いとともに、前記嵌合部の奥行きは、前記第１フレーム部材から前記第１レール側部へ向かって突出する凸部の突出長さよりも長い太陽電池装置。
前記第１フレーム部材は、該第１フレーム部材の側部に前記第１横レール部材の前記第１レール側部と係合する第１フレーム係合部を有しており、
前記横レール部材は、前記太陽電池モジュールの前記第１フレーム部材の底面に当接して、前記第１フレーム係合部を前記第１レール側部へ導くガイド部を有している請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールの前記第１フレーム部材は、該第１フレーム部材の上面側に１以上の切欠き部を有する請求項１または２に記載の太陽電池装置。
前記切欠き部は、前記第１フレーム部材の長手方向に沿った方向における両端部および中央部に設けられている請求項３に記載の太陽電池装置。
前記切欠き部の位置で露出する太陽電池パネルの上面の鉛直方向における高さ位置は、前記第１横レール部材の上面の鉛直方向における高さ位置と同一またはそれよりも高い、請求項３または４に記載の太陽電池装置。
前記第１横レール部材および前記第２横レール部材の少なくとも一方は、上面の一部に開口した凹部が設けられている、請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池装置。
前記凹部は、該凹部が設けられた前記第１横レール部材および前記第２横レール部材の少なくとも一方の一端部まで延びるように形成されており、
前記一端部の下側に、前記配設面に相当する上面の一部に凹部が設けられた縦レール部材をさらに備えた、請求項６に記載の太陽電池装置。
前記凹部が設けられた前記第１横レール部材および前記第２横レール部材の少なくとも一方は、前記一端部側よりも他端部側の方が鉛直方向における高さが高い、請求項７に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールは、前記横レール部材に締結部材で固定されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池装置。
前記横レール部材はアルミニウム合金からなる請求項１乃至９のいずれかに記載の太陽電池装置。