JP6181575B2 - 太陽電池装置 - Google Patents

Description

本発明は太陽電池モジュールを備えている太陽電池装置に関する。

近年の環境保護の気運の高まりに伴い、太陽電池モジュールを備えた太陽電池装置を用いた太陽光発電が注目されている。太陽電池装置は、光電変換を行なう太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールを固定する架台と、太陽電池モジュールから出力を取り出すためのインバーター等の電気設備とからなるものである。

特に、多数の太陽電池装置が集中的に設置されて、出力が１メガワット程度以上の規模となる施設はメガソーラーと呼ばれる。メガソーラーは、多数の太陽電池装置を低コスト、短工期、高品質で施工することが求められている。

このような施工を行なうためには、太陽電池モジュールを架台に取り付ける際の組み立て易さが重要な要素となる。

従来の太陽電池装置の一例としては、太陽電池モジュールのフレームの下方に設けられた内向するフランジ部にボルト孔を設けて、そのフランジ部のボルト孔を用いて架台とボルト・ナットとで共締めする構造を挙げることができる。しかし、このような構造の太陽電池装置の場合、フランジ部の周辺の隙間が狭いことから、作業しにくく施工性が悪い。

そこで、太陽電池モジュールを架台に設置する施工性を高めた太陽電池装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０１１−２３６６４８号公報

特許文献１に開示されている技術は、太陽電池モジュールのフレームの下方に外向する外フランジ部を設け、架台の一部がその外フランジ部を挟んで支え持つ構造である。なお、架台に太陽電池モジュールを固定する作業は、太陽電池モジュールの受光面側からのボルトの締結を必要とする。

メガソーラーのように一つ一つの太陽電池装置が大きくなり、隣接する太陽電池モジュール同士が近接して配置されている場合、下側から太陽電池モジュールの受光面側に手を回して作業をすることは容易でない。そこで、作業者が太陽電池装置の上に乗って作業する必要が生じる。さらに、太陽電池モジュールの発電量を高めるために、太陽電池モジュールを傾斜させて設置することが一般的である。

しかし、作業者が傾斜した太陽電池モジュール上に乗ってボルト・ナットで締める作業をしようとすると、滑りやすく転落の虞があるため施工性が悪い。

また、作業者が太陽電池モジュールの太陽電池セル上に誤って足をかけると、太陽電池セルにクラックが生じ、太陽電池モジュールの出力が低下する虞がある。

さらに、特許文献１に開示されているように、外フランジ部を設けた特定用途向けのフレームを持つ太陽電池モジュールと、その外フランジ部に係合する架台とを組み合わせる場合、顧客が求める種々の機能および太陽電池モジュールのサイズを有する太陽電池装置と必ずしも合致するとはいえない。顧客の要望に合わせた太陽電池モジュールを生産するためには、設計変更および工程の切り替えが必要となることから、生産性が低下する。

以上のことから、太陽電池装置の施工性および生産性を高めることが重要である。

本発明は、上記の課題を鑑みて生産性および施工性に優れた太陽電池装置を提供することを主たる目的とする。

本発明の一形態に係る太陽電池装置は、太陽電池パネルを有する太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールの一端部の上側を覆うカバー部材と、前記太陽電池モジュールの前記一端部の下側に位置するレール部材と、該レール部材に対して前記カバー部材を固定するためのボルト、および該ボルトの軸部を挿入するナットを有する締結部材とを備えており、前記カバー部材は、前記ボルトの前記軸部を挿入するボルト軸挿入部と、該ボルト軸挿入部に連通しており、前記ボルトの頭部を挿入できて、前記ボルトの前記頭部の回転を抑制する回転抑制部とを有し、
前記レール部材は、前記ボルトの前記軸部が貫通するボルト孔部を有し、該ボルト孔部は、前記太陽電池モジュールの前記一端部に沿った長孔と、該長孔に連なって設けられ前記ボルトの前記頭部を下方から上方へ貫通させる丸孔とを有している。

上記構成の太陽電池装置によれば、カバー部材の回転抑制部でボルトの頭部またはナットの回転が抑制されていることによって、レール部材の下側に配置されたナットまたはボルトを回転することで下方から締結の作業を容易にかつ迅速に行なうことができる。

これにより、作業者が安全に楽な体勢で施工を行なうことができ、施工性が高められる。

また、特にフレームを備えている太陽電池モジュールにおいては、フレームに特殊な突出部等を設けることなく施工性が高められるので、太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。ひいては、生産性および施工性に優れた太陽電池装置を提供することができる。

図１は、本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を示す図面であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における一部を分解して示す分解斜視図である。 図２は、本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を構成す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Ａ−Ａ’線における断面図を示す。 図３は、本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を示す図面であり、図３（ａ）は図１（ｂ）のＢ部を拡大して示す分解斜視図であり、図３（ｂ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図である。 図４は、本発明に係る太陽電池装置の一実施形態を示す図面であり、図１のB部を施工する様子を示す断面図である。 図５は、本発明の係る太陽電池装置の他の実施形態を示す図面であり、図５（ａ）は図３（ａ）に相当する部位を示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は図３（ｂ）に相当する部位を示す断面図である。 図６は、本発明に係る太陽電池装置の他の実施形態を示す図面であり、図３（ａ）に相当する部位の施工の順序を示す分解斜視図である。 図７は、本発明に係る太陽電池装置の他の実施形態を示す図面であり、図３（ａ）に相当する部位を示す分解斜視図である。 図８は、本発明に係る太陽電池装置の他の実施形態を示す図面であり、図３（ｂ）に相当する部位を示す断面図である。

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、この受光面が例えば地面、水平面などの設置面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、Ｚ軸方向のうち＋Ｚ方向を上側または上方といい、−Ｚ方向を下側または下方という。

また、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いい、傾斜方向における上方を棟側という。また、各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適宜変更しうる。

＜太陽電池装置の基本構成＞
以下、図１から図３を参照しながら太陽電池装置１の基本構成について説明する。

太陽電池装置１は、例えば図１（ａ）に示すように、設置面Ｐに配置された基礎２１（２１ａ、２１ｂ）上に配置された柱部材２２（２２ａ、２２ｂ）と、この柱部材２２の上部に支持される構造材２３とを備えている。

また、図３（ａ）に示すように、構造材２３の上面２３ａは、設置面Ｐに対して傾斜しており、レール部材２４の配設面である。また、複数のレール部材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。本実施形態では、軒側（−Ｙ方向側）に配置されているものが第１レール部材２４１であり、棟側（＋Ｙ方向側）に配置されているものが第２レール部材２４２である。

そして、例えば図２（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池パネル１５を有する太陽電池モジュール２のＹ軸方向の両端部が、この互いに平行に配置された２つのレール部材２４に下側を支持されている。本実施形態では、傾斜して支持された太陽電池モジュール２において、屋根でいう軒側（−Ｙ方向側）に位置する部位を便宜的に軒側端部２ｃといい、屋根でいう棟側（＋Ｙ方向側）に位置する部位を便宜的に棟側端部２ｄということとする。

そして、太陽電池モジュール２の軒側端部２ｃと棟側端部２ｄが、レール部材２４の上側に配置されたカバー部材で覆われて固定される。本実施形態では、軒側（−Ｙ方向側）に配置されているものが第１カバー部材２５１であり、棟側（＋Ｙ方向側）に配置されているものが第２カバー部材２５２である。

以上のように、太陽電池装置１は、太陽電池パネル１５を有する太陽電池モジュール２と、太陽電池モジュール２の一端部（軒側端部２ｃまたは棟側端部２ｄ）の上側を覆うカバー部材２５と、太陽電池モジュール２の前記一端部の下側を支持するレール部材２４と、後述するように、レール部材２４に対してカバー部材２５を固定するためのボルト２６ａ、およびこのボルト２６ａの軸部２６ａ２を挿入するナット２６ｂを有する締結部材２６とを備えている。そして、後で詳述するように、カバー部材２５は、ボルト２６ａの軸部２６ａ２を挿入するボルト軸挿入部２５ｃと、このボルト軸挿入部２５ｃに連通してお
り、ボルト２６ａの頭部２６ａ１またはナット２６ｂを挿入できて、ボルト２６ａの頭部２６ａ１またはナット２６ｂの回転を抑制する回転抑制部２５ａとを有しており、レール部材２４は、前記ボルト２６ｂの前記軸部２６ａ２が貫通するボルト孔部２４ｅを有している。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。まず、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に示す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。

そこで本実施形態では、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（ａ），（ｂ）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、複数の光電変換層同士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。

また、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が設けられていてもよい。なお、太陽電池モジュール２は太陽電池パネル１５の周縁部にフレームのないフレームレスのタイプであってもよい。

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、フレーム上側１６ｂ、フレーム下側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。フレーム上側１６ｂは、太陽光を受光する側に位置する面である。フレーム下側１６ｃは、フレーム上側１６ｂの裏面側に位置する面である。フレーム側面１６ｄは、フレーム上側１６ｂおよびフレーム下側１６ｃを接続しており、外側に面している。

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。そして、それぞれの基礎２１の上に柱部材２２が立設される。例えば、軒側を支持する複数の第１基礎２１ａの上に第１柱部材２２ａが配置され、第１基礎２１ａから一定の間隔をおいて配置され、棟側を支持する第２基礎２１ｂの上に第２柱部材２２ｂが配置される。また、軒側の第１柱部材２２ａと棟側の第２柱部材２２ｂの上に、構造材２３が架設されている。そして、並設された構造材２３間に、複数のレール部材２４が互いに平行に渡設されている。このとき、レール部材２４の長手方向は、構造材２３の長手方向と略直交している。また、レール部材２４は、太陽電池モジュール２の幅と略同一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、直方体のコンクリートを土中に埋め込んだ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、基礎２１の底部の幅を広げて接地圧を低減させてもよい。このような基礎２１を用いると、基礎２１の底部の広い面積で地盤に支持されることから、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。これにより、太陽電池モジュール１０の破損等が低減される。また、直方体の基礎２１以外に長尺の布基礎を用いてもよい。長尺の布基礎を用いることで、地盤に対する接地圧をさらに小さくすることができるため、不同沈下が低減される。

なお、基礎２１としては、例えばステンレス製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を設けたものであり、周面摩擦および引抜抵抗を向上させたものである。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ので、太陽電池装置１の強度を高めることができる。

＜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、基礎２１上に配置される。軒側に位置する第１基礎２１ａの上に第１柱部材２２ａが配置され、棟側に位置する第２基礎２２ｂの上に第２柱部材２２ｂが配置される。第１柱部材２２ａと第２柱部材２２ｂは、図１に示すように、構造材２３の軒側と棟側を支持している。

柱部材２２は、例えば、大文字のＩ型または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。

＜構造材＞
構造材２３は、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、並設された構造材２３上に、構造材２３の長手方向と略直交するように、レール部材２４が固定される。構造材２３の断面形状は、例えば、略角パイプ状である。構造部材２３の上面２３ａが、レール部材２４を配設する配設面となる。このような構造材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。

＜レール部材＞
レール部材２４は、図１，図３に示すように、構造材２３の上面２３ａ上にＸ軸方向を長手方向にして互いに平行に配置される。レール部材２４のＹ軸方向の間隔は、太陽電池モジュール２のＹ軸方向の長さと略同一寸法である。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。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同一としてもよい。本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、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、レール部材２４は、略ハット型の断面形状である。レール部材２４は、支持部２４ａと、底部２４ｂと、鉤状部２４ｃと、平面部２４ｄと、ボルト孔部２４ｅとを有している。

支持部２４ａは、レール部材２４のＹ軸方向の両側に設けられた太陽電池モジュール２のフレーム下側１６ｃと当接して支持する面であり、Ｘ軸方向に沿って延びている。以下でレール部材２４の棟側（＋Ｙ方向）に位置する支持部２４ａを第１支持部２４ａ１といい、軒側（−Ｙ方向）に位置する支持部２４ａを第２支持部２４ａ２というものとする。なお、第１支持部２４ａ１は、−Ｙ方向へ向かうに従って−Ｚ方向へ傾斜する傾斜面２４ａ１１を設けてもよい。

平面部２４ｄは、Ｙ軸方向で見ると第１支持部２４ａ１と第２支持部２４ａ２の間に位置する平面状の部分である。また、平面部２４ｄは、ｚ軸方向で見ると最も高い部位である。

ボルト孔部２４ｅは、平面部２４ｄに設けられており、少なくとも後述する締結部材２６のボルト２６ａの軸部２６ａ２が貫通可能な大きさである。

また、レール部材２４の底部２４ｂは、構造材２３の上面２３ａ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、構造材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２７に連結可能である。

このようなレール部材２４は、例えば、ステンレスのロール成型または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。

＜カバー部材＞
図１，図３に示すように、カバー部材２５は、レール部材２４上にＸ軸方向を長手方向にして配置される。カバー部材２５は、例えば細長い形状を有する長尺体であればよい。カバー部材２５の長手方向（Ｘ軸方向）における寸法は適宜選択することができるが、レール部材２４よりも短く太陽電池モジュール２を部分的に係止する寸法であってもよいし、レール部材２４と同一寸法であってもよい。本実施形態においては図１に示すように、カバー部材２５の長手方向における寸法は、レール部材２４よりも短く、１枚の太陽電池モジュール２のＸ軸方向の寸法と同一寸法としている。

本実施形態において、カバー部材２５は細長い略板状の形状である。カバー部材２５は、回転抑制部２５ａ、本体部２５ｂ、ボルト軸挿入部２５ｃおよび係止部２５ｄを有している。

回転抑制部２５ａは、カバー部材２５の本体部２５ｂの上側の面（＋Ｚ方向）に設けられた、相対する面を持つ２つの突起である。回転抑制部２５ａの相対する面は、後述する締結部材２６のボルト２６ａの頭部２６ａ１の対辺を挟持する間隔を有する。ボルト２６ａは、その頭部２６ａ１を回転抑制部２５ａに挿入して、回転抑制部２５ａに挟持されることで、ボルト２６ａの回転が抑制される。

ボルト軸挿入部２５ｃは、カバー部材２５の本体部２５ｂを貫通する開口を有している。ボルト軸挿入部２５ｂは、少なくとも締結部材２６のボルト２６ａの軸部を挿通することができる大きさを有する。

係止部２５ｄは、本体部２５ｂのＹ軸方向の両側に設けられた太陽電池モジュール２のフレーム上側１６ｂと当接して係止する部分である。係止部２５ｄは、レール部材２４の支持部２４ａと協働して、太陽電池モジュール２のフレーム上側１６ｂとフレーム下側１６ｃとを挟持し、太陽電池モジュール２を固定することができる。

このようなカバー部材２５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。

＜締結部材＞
締結部材２６は、少なくともボルト２６ａとナット２６ｂとからなる。また必要に応じて、さらに平座金またはバネ座金等を用いてもよい。

ボルト２６ａとしては、軸部２６ａ２の中心軸に対して直交する方向から平面視したときに、全ての内角が１８０°よりも小さい凸多角形状を含む多角形状の頭部２６ａ１であり、対辺を有するものを用いることができる。例えば凸多角形状の六角ボルトまたは四角ボルトを用いるとよい。ナット２６ｂは、ボルト２６ａの径と合うものを適宜選択して用
いることができる。

このような締結部材２６は、例えばステンレス製のものを用いることができる。

＜施工方法＞
次に、図４を用いて、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。

まず、図４（ａ）に示すように、傾斜面上において軒側に位置する第１レール部材２４１の第２支持部２４ａ２上に、第１太陽電池モジュール２ａの棟側端部２ｄを載置する。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１レール部材２４１の平面部２４ｄに、第１カバー部材２５１を取り付ける。第１カバー部材２５１は、そのボルト軸挿入部２５ｂにボルト２６ａの軸部２６ａ２を挿通した状態で、第１レール部材２４１の平面部２４ｄ上に載置し、ボルト２６ａの軸部２６ａ２を第1レール部材２４１のボルト孔部２４ｅに挿通する
。このときカバー部材２５は、太陽電池モジュール２の載置されていない第１レール部材２４１の＋Ｙ方向の下方から持ち上げて、第１レール部材２４１上に載置するとよい。そして、第１レール部材２４１の下方に突出したボルト２６ａの軸部２６ａ２にナット２６ｂを取り付ける。なお、ナット２６ｂは仮締めであってもよく、全ての太陽電池モジュール２とレール部材２４とカバー部材２５とを取り付けた後に本締めしてもよい。

次に、図４（ｃ）に示すように、第２太陽電池モジュール２ｂを第１レール部材２４１と第２レール部材２４２との間から持ち上げる。そして、第２太陽電池モジュール２ｂの軒側端部２ｃを、第１レール部材２４１と第１カバー部材２５１との間に、第１支持部２４ａ１の傾斜面２４ａ１１に沿って差し込む。

次に、図４（ｄ）に示すように、第２太陽電池モジュール２ｂの棟側端部２ｄを第２レール部材２４２の第２支持部２４ａ２上に載置する。そして第１レール部材２４１の下方からナット２６ｂを本締めし、第１レール部材２４１に第１カバー部材２５１を固定し、第１太陽電池モジュール２ａの棟側端部２ｄと、第２太陽電池モジュール２ｂの軒側端部２ｃとを固定する。

以下、第１レール部材２４１に第１カバー部材２５１を取り付けた手順に戻って、同様に第２太陽電池モジュール２ｂの棟側端部２ｄを第２レール部材２４２へ固定する。

なお、本発明は本実施形態に挙げたものに限られるものでなく、適宜変更して利用することができる。

例えば、太陽電池モジュールはフレームを有するものに限られるものでなく、フレームのないフレームレスの太陽電池モジュールも好適に用いることができる。

また、締結部材２６のボルト２６ａがナット２６ｂの上側に位置する形態に限られるものではなく、ボルト２６ａとナット２６ｂのＺ軸方向の位置関係が逆であってもよい。その場合、ナット２６ｂがカバー部材２５の回転抑制部２５ａに挿入されて対辺を挟持されて回転が抑制される。このような構造とする場合、ナット２６ｂを中心軸に対して直交する方向から平面視したときに多角形状で対辺を有するものを用いるとよい。一方、ボルト２６ａの頭部２６ａ１が多角形状である必要はなく、例えばなべ頭または平頭等のものを用いてもよい。

カバー部材２５が、ボルト２６ａの頭部２６ａ１の対辺を挿入して挟持し回転を抑制することができる、回転抑制部２５ａを有する構造を備えていることによって、太陽電池装
置１の下方から締結部材２６のナット２６ｂを本締めする作業を行なうことができる。

作業者は、設置面Ｐの上に立って、あるいは設置面Ｐ上で脚立等を使うことによって、締結部材２５を締める作業を行なうことができる。これにより、容易に足場を確保することができることから、安全に作業をすることができ、施工性を高めることができる。

また、回転抑制部２５ａがカバー部材２５に一体的に設けられた形状であることから、部品点数を抑制することができるとともに、組み立てに要する作業時間を短縮することができる。

さらに、本実施形態の太陽電池装置１は、太陽電池モジュール２のフレーム１６に係合のための突起等の特殊な形状を有さないことから、太陽電池モジュール２の生産性が高い。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の太陽電池装置１は、レール部材２４とカバー部材２５の構造が第１実施形態と相違する。第２実施形態の太陽電池装置１では、レール部材２４に対してカバー部材２５をさらに容易に固定することが可能で軽量化を図った構造にしている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態においては、レール部材２４のボルト孔部２４ｅが、第１支持部２４ａ１と第２支持部２４ａ２の間の下方（−Ｚ方向）に位置している。

そしてカバー部材２５が、本体部２５ｂから太陽電池パネル１５よりも下方（−Ｚ方向）へ延びる延伸部２５ｅを有し、延伸部２５ｅの下方の端部に回転抑制部２５ａおよびボルト軸挿入部２５ｃを有する。より詳細には、回転抑制部２５ａとボルト軸挿入部２５ｃが下方へ開口した断面Ｃ字状の溝を構成する。回転抑制部２５ａがＣ字状の溝の開口よりも奥側（Ｚ方向側）の幅広の部分であり、ボルト軸挿入部２５ｃが回転抑制部２５ａよりも幅狭で−Ｚ方向側の開口部分である。

延伸部２５ｅは、レール部材２４とカバー部材２５とを組み合わせたときに、ボルト孔部２４ｅとボルト軸挿入部２５ｃとが互いに当接できる長さを有する。

このように、レール部材２４は、底部２４ｂと平面部２４ｄを下方から見たＺ軸方向の段差を小さくできることから、作業者がレール部材２４の下方から手を入れて作業しやすくなる。これにより、レール部材２４の下方からボルト２６ａの軸部２６ａ２にナット２６ｂを取り付ける施工性を高めることができる。

また、本実施形態では、カバー部材２５に延伸部２５ｅが設けられ、レール部材２４のボルト孔部２４ｅとカバー部材２５のボルト軸挿入部２５ｃとが互いに当接している。これにより、気温変化による熱膨張および熱収縮の影響で締結部材２６が緩むのを低減することができる。

この点について詳述する。もしも仮にボルト孔部２４ｅとボルト軸挿入部２５ｃとの間に間隔があれば、締結部材２６を締め付けたときに、レール部材２４およびカバー部材２５が弾性域内でわずかに撓み、昼夜の寒暖差によって締結力に対する反力の変動が繰り返されることで締結部材２６が緩む恐れがある。これに対して本実施形態によると、ボルト孔部２４ｅとボルト軸挿入部２５ｃとが互いに当接していれば、反力の変動を低減することができて、締結部材２６の緩みを低減することができる。

また、カバー部材２５は本体部２５ｂのＹ軸方向の両側面の下方に凸状の係合部２５ｆを有し、レール部材２４は支持部２４ａの内側の端部にカバー部材２５の係合部２５ｆと係合可能な凹状の被係合部２４ｆを有する。これにより、カバー部材２５がレール部材２４上のＹ軸方向に対して強固に係止されて、太陽電池モジュール２が施工時および施工後にＹ軸方向へ移動するのが抑制される。

カバー部材２５のＸ軸方向の寸法がレール部材２４よりも短く、太陽電池モジュール２を複数個所で部分的に係止する。本実施形態では、カバー部材２５は、太陽電池モジュール２の角部を固定している。このように、カバー部材２５はレール部材２４よりも短くてもよいので、軽量化が図れる。

また、図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、レール部材２４の平面部２４ｄの軒側（−Ｙ方向）近傍には空所部２４ｊを設けているので、この空所部２４ｊに雨水などが落下しても空所部２４ｉから外部へ流すことが可能である。また、本実施形態ではカバー部材２５の頂部２５ｈが傾斜面を有する山型状であるので、埃等がたまりにくい。さらに、カバー部材２５の上部に中空部２５ｇを設けているので、カバー部材の強度を高めることができるだけでなく、軽量化を図ることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の太陽電池装置１は、レール部材２４のボルト孔部２４ｅの形状が第２実施形態と相違する。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、レール部材２４のボルト孔部２４ｅが第１丸孔２４ｅ１とＸ軸方向に沿った第１長孔２４ｅ２とを組み合わせた形状をしている。第１丸孔２４ｅ１は、ボルト２６ａの頭部２６ａ１よりも大きい径を有し、第１長孔２４ｅ２の短手方向（Ｙ軸方向）の幅は軸部２６ａ２の径よりも大きい。このように、レール部材２４のボルト孔部２４ｅは、第１長孔２４ｅ２に連なって設けられボルト２６ａの頭部２６ａ１が貫通する第１丸孔２４ｅ１を有している。なお、ボルト２６ａに座金を取り付けている場合は、第１丸孔２４ｅ１の径は座金よりも大きくするとよい。また、ナット２６ｂに座金が取り付けられている場合は、第１長孔２４ｅ２のＹ軸方向の幅は、ナット２６ｂの座金の径よりも小さければよい。

また、第２実施形態と同様であるが、カバー部材２５は、回転抑制部２５ａおよびボルト軸挿入部２５ｂからなるＣ字状の断面を有しており、Ｘ軸方向からボルト２６ａの頭部２６ａ１を挿入することができる。

本実施形態では、このような構造を備えていることによって、締結部材２６をレール部材２４の下方から容易に取り付けることができる。より詳細には、図６（ｂ）に示すように、レール部材２４上にカバー部材２５を載置し、まず、ボルト２６ａを＋Ｚ方向へ動かし、その頭部２６ａ１をレール部材２４の第１丸孔２４ｅ１に挿通する。次に、ボルト２６ａを第１長孔２４ｅ２に沿ってＸ軸方向へずらしつつ、ボルト２６ａの頭部２６ａ１をカバー部材２５の回転抑制部２５ａおよびボルト軸挿入部２５ｃにＸ軸方向から挿入する。そして、ナット２６ｂによってボルト２６ａを締め付けてレール部材２４にカバー部材２５を固定する。このような一連の作業によって、締結部材２６をレール部材２４の下方から容易に且つ迅速に取り付けることができる。

本実施形態によれば、下方から締結部材２６の取り付け作業を容易に且つ迅速にできることから、施工性をより高めることができる。

また本実施形態は、図６（ａ），（ｂ）に示す構造のレール部材２４と、カバー部材２５への適用に限られるものではなく、例えば図７に示す構造のものに用いてもよい。

図７に示す太陽電池装置１は、レール部材２４のボルト孔部２４ｅを第１丸孔２４ｅ１および第１長孔２４ｅ２からなるものとし、同様にして、カバー部材２５のボルト軸挿入部２５ｃを第２丸孔２５ｃ１と第２長孔２５ｃ２からなるものとした変形例である。つまり、このような太陽電池装置１においても、下方から締結部材２６の取り付け作業を容易に且つ迅速にできることから、施工性をより高めることができる。図７に示す太陽電池装置１の場合、レール部材２４上にカバー部材２５を載置した状態で、まず、ボルト２６ａを＋Ｚ方向へ動かし、その頭部２６ａ１をレール部材２４の第１丸孔２４ｅ１およびカバー部材２５の第２丸孔２５ｃ１の双方に挿通する。次に、ボルト２６ａをレール部材２４の第１長孔２４ｅ２およびカバー部材２５の第２長孔２５ｃ２の双方に沿って＋Ｘ方向へずらす。その後、カバー部材２５の回転抑制部２５ａによってボルト２６ａの回転が抑制された状態でナット２６ｂおよびボルト２６ａによる共締めによってレール部材２４にカバー部材２５を固定する。

＜第４実施形態＞
本発明に係る第４実施形態の太陽電池装置１は、レール部材２４およびカバー部材２５の構造が第１実施形態乃至第３実施形態のそれぞれと相違する。

図８に示すように、レール部材２４は、平面部２４ｄに対して軒側の部位に、第１太陽電池モジュール２ａの棟側端部２ｄに沿って、上方（＋Ｚ方向）に向けて開口した樋２４ｇをさらに有している。また、第３実施形態と同様に、カバー部材２５のＸ軸方向の寸法はレール部材２４よりも短くしていて、複数のカバー部材２５を用いて太陽電池モジュール２を複数箇所で部分的に固定する。

本実施形態によれば、太陽電池装置１上への降雨は桶２４ｇに集水される。これにより、雨水が締結部材２６が位置している平面部２４ｄから排水されて、締結部材２６の腐食が生じにくくなる。なお、集水した雨水は、太陽電池装置１の洗浄などに用いてもよい。

また、カバー部材２５は、桶２４ｇの開口した部分、すなわち樋２４ｇの上方（＋Ｚ方向）端部に設けられたフィルタ部材２４ｈを有する。フィルタ部材２４ｈは、例えばステンレスの金網、ポリプロピレンの不織布、または、ステンレスの金網とポリプロピレンの不織布とを重ね合わせてなるものから構成されていて、フィルタ部材２４ｈが雨水２９を濾すことで砂などの異物の樋２４ｇへの混入を制限するので、桶２４ｇには濾された水２８が流れることになり、砂泥等の異物で詰まることが低減される。

さらに、レール部材２４は、桶２４ｇの開口部よりも外側で軒側に、ボルト孔部２４ｅよりも上方（＋Ｚ方向）へ長く突設した壁部２４ｉを有する。壁部２４ｉがボルト孔部２４ｅよりも高い位置まで設けられることで、フィルタ部材２４ｈが目詰まりして、雨水２９が桶２４ｇへ導入されなくなったときに、レール部材２４よりも外側へ雨水２９を排水することができる。

なお、本発明は実施形態に挙げたものに限られるものでなく、適宜変更して利用することができる。例えば、レール部材の長手方向は、必ずしもＸ軸方向に対して平行である必要はなく、Ｙ軸方向に平行に配置されていてもよい。

１：太陽電池装置
２：太陽電池モジュール
２ａ：第１太陽電池モジュール
２ｂ：第２太陽電池モジュール
２ｃ：軒側端部
２ｄ：棟側端部
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：フレーム上側
１６ｃ：フレーム下側
１６ｄ：フレーム側面
２１：基礎
２１ａ：第１基礎
２１ｂ：第２基礎
２２：柱部材
２２ａ：第１柱部材
２２ｂ：第２柱部材
２３：構造材
２３ａ：上面
２４：レール部材
２４１：第１レール部材
２４２：第２レール部材
２４ａ：支持部
２４ａ１：第１支持部
２４ａ１１：傾斜面
２４ａ２：第２支持部
２４ｂ：底部
２４ｃ：鉤状部
２４ｄ：平面部
２４ｅ：ボルト孔部
２４ｅ１：第１丸孔
２４ｅ２：第１長孔
２４ｆ：被係合部
２４ｇ：桶
２４ｈ：フィルタ部材
２４ｉ：壁部
２５：カバー部材
２５１：第１カバー部材
２５２：第２カバー部材
２５ａ：回転抑制部
２５ｂ：本体部
２５ｃ：ボルト軸挿入部
２５ｃ１：第２丸孔
２５ｃ２：第２長孔
２５ｄ：係止部
２５ｅ：延伸部
２５ｆ：係合部
２６：締結部材
２６ａ：ボルト
２６ａ１：頭部
２６ａ２：軸部
２６ｂ：ナット
２７：ストッパー
２８：水

Claims (10)

1. 太陽電池パネルを有する太陽電池モジュールと、
   該太陽電池モジュールの一端部の上側を覆うカバー部材と、
   前記太陽電池モジュールの前記一端部の下側に位置するレール部材と、
   該レール部材に対して前記カバー部材を固定するためのボルト、および該ボルトの軸部を挿入するナットを有する締結部材とを備えており、
   前記カバー部材は、前記ボルトの前記軸部を挿入するボルト軸挿入部と、該ボルト軸挿入部に連通しており、前記ボルトの頭部を挿入できて、前記ボルトの前記頭部の回転を抑制する回転抑制部とを有し、
   前記レール部材は、前記ボルトの前記軸部が貫通するボルト孔部を有し、該ボルト孔部は、前記太陽電池モジュールの前記一端部に沿った長孔と、該長孔に連なって設けられ前記ボルトの前記頭部を下方から上方へ貫通させる丸孔とを有している、
   太陽電池装置。
2. 前記ボルトの前記頭部は平面視して多角形状であり、前記カバー部材の前記回転抑制部は、前記頭部の前記多角形状の対辺を挟んでおり、前記ボルト孔部に貫通した前記ボルトの前記軸部を前記ボルト孔部の外側から前記ナットで締結している、請求項１に記載の太陽電池装置。
3. 前記ボルト軸挿入部は、前記回転抑制部よりも幅狭の開口を備えている、請求項２記載の太陽電池装置。
4. 前記カバー部材は、前記太陽電池パネルの下面よりも下方に延びる延伸部をさらに有し、該延伸部に前記ボルト軸挿入部および前記回転抑制部が設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池装置。
5. 前記カバー部材は、前記レール部材と係合する係合部を有する、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池装置。
6. 他の太陽電池モジュールをさらに備え、前記カバー部材は、前記他の太陽電池モジュールの一端部を収容している、請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池装置。
7. 前記カバー部材の前記ボルト軸挿入部は、前記ボルトの前記頭部を通す丸孔と前記ボルトをずらす長孔とを有する、請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池装置。
8. 前記レール部材は、前記太陽電池モジュールの前記一端部に沿って、上方が開口した樋をさらに有している、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池装置。
9. 前記樋の前記開口に異物の混入を制限するフィルタ部材が設けられている、請求項８に記載の太陽電池装置。
10. 前記樋の前記開口の外側に前記ボルト孔部よりも上方に長く突設した壁部を有している、請求項８または９に記載の太陽電池装置。