JP6343810B2

JP6343810B2 - 太陽光発電装置および太陽光発電装置用スペーサ

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Publication number: JP6343810B2
Application number: JP2016055528A
Authority: JP
Inventors: 米田　勲; 勲米田; 中島　丈温; 丈温中島; 稔樋口; 裕荒井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: JP2016148241A

Description

本発明は、太陽光発電を行う太陽電池パネルの周囲にフレームが装着された太陽電池モジュールを設置して構成される太陽光発電装置および太陽光発電装置用スペーサに関するものである。

近年、太陽光を光電変換し電力を取り出す太陽電池モジュールが広く利用されている。太陽電池モジュールは、積雪による荷重、風圧等の様々な環境負荷に耐えるために、太陽電池を含む太陽電池パネルの端部にアルミニウム材などの金属で形成されたフレームが取り付けられている。

このような太陽電池モジュールでは、ガラス等の表面部材だけでなくフレームによっても強度が確保されるため、太陽電池モジュールを大型化した際にも表面部材を厚くする必要がなく、重量増加を抑えることができ、取り扱いが容易になる。さらに、表面部材の厚みを薄くすることにより、透過する光量を多くして発電効率を向上させることができる利点もある。

ところで、太陽光発電システムを普及拡大するためには、発電性能の向上だけでなく、設置上の制約を緩和することも必要である。雪の多い地域において設置される太陽光発電システムは、耐荷重性が要求される。

図３５に雪の多い地域に設置された太陽光発電装置の積雪状態の一例を示す。太陽光発電装置は、屋根３００上に固定された架台５に太陽電池モジュール１が設置され、構成される。太陽電池モジュール１上に雪が積もり、その積雪量が１．５ｍとなると１ｍ^２当たり４５００Ｐａの荷重がかかることになる。

雪の多い地域に設置される太陽光発電装置は、上記した荷重に耐えるように太陽電池モジュールの強度が設計されているが、太陽電池モジュール１上に積雪すると、図３５に示すように、太陽電池モジュール１の中央部分に撓みが発生する。図３６は、図３５の丸Ａで囲んだ部分を拡大した図である。

太陽電池モジュール１の裏面側には、太陽電池モジュール１から電力を取り出す電力出力用のケーブル３０が配置されている。太陽電池モジュール１が荷重により撓むと、図３６に示すように、ケーブル３０が架台５と太陽電池モジュール１との間に挟まれることがある。ケーブル３０が挟まれるとケーブルの変形や傷などが発生し、ケーブルが損傷するおそれがある。

また、鉛直下方に押し下げるような荷重などの圧力に対して、太陽電池モジュールが下方に湾曲して破損することを防止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の太陽電池モジュールは、図３７に示すように、複数の太陽電池セルを複数並べて成る太陽電池モジュール５２０と、太陽電池モジュール５２０の外縁部を全周にわたって囲みこの外縁部を支持する概略矩形の枠状フレーム５０１と、枠状フレーム５０１の対向する２辺間に架け渡されて、太陽電池モジュール５２０が撓んだときに太陽電池モジュール５２０の裏面に当接して太陽電池モジュール５２０を支持する補強フレーム３とを備えている。枠状フレーム５０１には、補強フレーム５０３が挿入される切り欠きが設けられ、補強フレーム５０３は太陽電池パネル５１０から所定の距離を隔てて設置されている。そして、太陽電池モジュール５２０の裏面には、端子ボックス５２０ａとこの端子ボックス５２０ａから延びるケーブル５２０ｂが設けられている。ケーブル５２０ｂは、他
の隣接する太陽電池モジュール５２０のケーブル５２０ｂと電気的に接続するために、太陽電池パネル５１０と補強フレーム５０３の間を通すようにして結線される。

特開２０１０−２０６２２９号公報

特許文献１の太陽電池モジュール５２０においては、圧力が加わり太陽電池モジュール５２０が撓んだとき、補強フレーム５０３により太陽電池モジュール５２０の裏面を支持して、所定量以上の太陽電池モジュール５２０の撓みを抑制する。

しかしながら、より大きい圧力がかかった時には、太陽電池モジュールが撓み、太陽電池パネル５１０と補強フレーム５０３が接触することとなり、裏面側に配設されたケーブルが太陽電池パネル５１０と補強フレーム５０３との間に挟み込まれ、ケーブルが破損するおそれが依然として残っている。

本発明は、太陽電池モジュールが撓んだ際にケーブルの破損を抑制することができる太陽光発電装置および太陽光発電装置用スペーサを提供することを目的とする。また、本発明は、太陽電池モジュールを架台へ取り付ける際の作業性を良好にした太陽光発電装置および太陽光発電装置用スペーサを提供することを目的とする。

本発明の太陽光発電装置は、所定の間隔をあけて固定された複数の架台と、フレームを有する太陽電池モジュールと、前記架台と前記太陽電池モジュールの間に配置されるスペーサと、を備えた太陽光発電装置であって、前記スペーサは凸部を有し、前記凸部によりスペーサと前記太陽電池モジュールとの取付位置を所定の位置にするものである。

また、前記スペーサは、前記凸部により回転が阻止されるように形成すればよい。

また、本発明の太陽光発電装置は、所定の間隔をあけて固定された複数の架台と、フレームを有する太陽電池モジュールと、前記架台と前記太陽電池モジュールの間に配置されるスペーサと、前記太陽電池モジュールを固定する固定部材と、を備えた太陽光発電装置であって、前記スペーサは凸部を有し、前記固定部材が前記スペーサから外れることを抑制するものである。

また、本発明の太陽光発電装置用スペーサは、架台と太陽電池モジュールの間に配置されるスペーサであって、凸部を有し、前記凸部により前記太陽電池モジュールの取付位置を所定の位置とするものである。

本発明の太陽光発電装置および太陽光発電装置取り付け部材により太陽電池パネルが撓んだ場合であってもケーブルの損傷を抑制することができる。

本発明に用いられる太陽電池モジュールを示す平面図である。本発明の太陽光発電装置を示す平面図である。本発明に用いられる架台の一例を示す側面図である。本発明に用いられる架台の一例を示す横断面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサの平面図である。図５のＡ−Ａ線断面図である。図６のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態にかかる固定部材を示す平面図である。図８のＢ−Ｂ線断面図である。図８のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の要部平面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の要部平面図である。本発明の第２の実施形態にかかるスペーサの平面図である。図１８のＢ−Ｂ線断面図である。図１８のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図である。本発明の第２の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第２の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図である。本発明の第３の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第３の実施形態にかかるスペーサの平面図である。図２５のＡ−Ａ線断面図である。図２６のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第３の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図である。本発明の第３の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第３の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の要部平面図である。本発明の第４の実施形態にかかるスペーサの平面図である。本発明の第４の実施形態にかかるスペーサの横断面図である。本発明の第４の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の第４の実施形態にかかるスペーサを用いた太陽光発電装置の要部平面図である。雪の多い地域に設置された太陽光発電装置における積雪状態を示す模式図である。図３５の丸Ａで囲んだ部分を拡大した図である。従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。本発明の前提となる太陽光発電装置を示す平面図である。本発明の前提となる太陽光発電装置の屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。本発明の前提となる太陽光発電装置の要部平面図である。

本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。

まず、本発明の前提となる太陽光発電装置につき、図３８ないし図４０を参照して説明する。

図３８ないし図４０に示すように、太陽電池を含む太陽電池パネル１０の端部にアルミニウム材などの金属で形成されたフレーム２０が取り付けられている。フレーム２０は、長辺側のフレーム２０Ａと短辺側のフレーム２０Ｂは、それぞれ長手方向の終端部において互いに連結されている。長辺側のフレーム２０Ａは、底部から外方向に突出しさらに上方向に延びた支持部２８が設けられている。

また、フレーム２０には、太陽電池パネル１０を挟み込む凹部２２が設けられ、この凹部２２に太陽電池パネル１０の端部が嵌め込まれ太陽電池モジュール１が構成される。

屋根等の下地部に取り付けられた支持金具を介して架台５が所定の間隔をあけるようにして固定される。架台５にスペーサ６ｐをボルト８２とナット８３からなる固定手段８で固定する。スペーサ６ｐの載置面６１上にフレーム２０の底部を載せ、固定部材７をフレーム２０の支持部２８に掛け、ボルト８２とナット８１により、固定部材７を締め付け、スペーサ６ｐ上に太陽電池モジュール１が固定される。図３８に示すように、このスペーサ６ｐは、長辺側のフレーム２０Ａの延在方向に架台５の幅よりも長い載置面６１ｐを有し、フレーム２０から架台５にかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であっても太陽光発電装置とした時により大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

このように、架台５にスペーサ６ｐを介して太陽電池モジュール１を固定することにより、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して十分な強度を持たせると共に、スペーサ６ｐの厚みにより、太陽電池モジュール１が撓んだ際にも太陽電池モジュール１の裏面に配設したケーブル３１が架台５との間に挟まれないようにしてケーブル３１が破損することを抑制するように構成することができる。

また、両側にそれぞれ太陽電池モジュール１を取り付ける場合には、フレーム２０の底部がスペーサ６ｐ上に配置され、フレーム２０の支持部２８に固定部材７の足部７２が掛かるようにして固定する。しかし、図３９に示すように、片側にしか太陽電池モジュール１が取り付けられない太陽光発電装置の端の部分は、固定部材７の足部７２が直接スペーサ６ｐに接触するようにして固定することになる。

このとき、組み立てのバラツキなどにより、図４０に示すように、スペーサ６ｐが太陽電池モジュール１または架台５に対して回転すると、固定部材７とスペーサ６ｐとがわずかな面積しか接触していない状態で固定されるおそれがある。また、固定部材７には、ボルト８２を通し、ナット８３を締め付けて太陽電池モジュール１を固定するため、ボルト８２に比べ大きい穴７１が形成されている。この穴７１とこの穴７１に通されるボルト８２には、組み立ての容易さからある程度の遊びがある。このため、固定部材７がスペーサ
６ｐから外れる方向に移動するおそれがある。そこで、作業者は、注意深くスペーサ６ｐを回らないように架台５に取り付ける必要があった。

本実施形態は、スペーサにより太陽電池モジュールをケーブルの破損を防止できる適切な取り付け位置に容易に配置できるようにし、より確実に太陽電池モジュールを架台に固定した太陽光発電装置を提供するものである。以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。

図１は、本実施形態に用いられる太陽電池モジュールを示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に用いられる太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０を保護するフレーム２０と、を備えている。フレーム２０は、太陽電池パネル１０の一対の長辺側に沿って設けられる長辺側フレーム２０Ａと太陽電池パネル１０の一対の短辺側に沿って設けられる短辺側フレーム２０Ｂとで構成されている。長辺側フレーム２０Ａは、底部から外方向に突出し更に上方向に延びた支持部２８が設けられている。

長辺側フレーム２０Ａと短辺側フレーム２０Ｂとは、それぞれ長手方向の端部において互いに連結されており、フレーム２０によって太陽電池パネル１０が保護されている。この太陽電池モジュール１は、後述するように、設置用の架台に支持部２８を固定部材を用いて押しつけて取り付けられる。

例えば、短辺側フレーム２０Ｂの長さは８００ｍｍ〜９００ｍｍ程度、長辺側フレーム２０Ａの長さは１３００ｍｍ〜１６００ｍｍ程度に形成されているが、これに限られるものではなく、種々の大きさとすることができる。

太陽電池パネル１０は、平面視において略矩形に形成される。太陽電池パネル１０は、図１に示すように、銅箔等の導電材よりなる配線材１０２により互い電気的に接続された複数の太陽電池１１が、透光性を有する表面部材と、耐侯性フィルム等の耐候性の部材からなる裏面部材との間に、耐候性、耐湿性に優れたＥＶＡ等の封止材により封止されている。太陽電池パネル１０の端部がフレーム２０の凹部２２内に嵌め込まれる。

また、複数の太陽電池１１は、配線材１０２により直列に接続されたストリングス１１０を構成している。これらストリングス１１０、１１０間は、接続用配線、いわゆる渡り配線１１１により接続されている。更に、渡り配線１１１の一部は、太陽電池１１からの出力を外部に引き出すための引き出し線として用いられる。

この太陽電池１１は、例えば、厚みが０．１５ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどで構成される結晶系半導体からなり、１辺が１００ｍｍ程度の略正方形を有するが、これに限るものではなく、薄膜太陽電池など他の太陽電池を用いても良い。

太陽電池１１には、例えば、ｎ型領域とｐ型領域が形成され、ｎ型領域とｐ型領域との間に接合部を有する。例えば、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した構造の太陽電池などが用いられる。太陽電池１１は、裏面にｎ型領域とｐ型領域を有する裏面接合型の太陽電池であっても良い。

表面部材は、太陽電池１１に光を入射させる光透過性の板材であり、例えば、白板ガラス、強化ガラス、熱反射ガラス等のガラスやポリカーボネート樹脂などの合成樹脂が用いられる。

裏面部材は、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、或いはこれらを積層したものや、アルミニウム箔を間に挟んだＰＥＴフィルムなどが用いられる。

太陽電池モジュール１の裏面側には端子ボックス３０が設けられ、この端子ボックス３０内において、太陽電池パネル１０内から引き出された引き出し線が電力を出力するためのケーブル３１と電気的に接続される。

フレーム２０は、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成され、押し出し成形、引き出し成形等で作成される。本実施形態においては、アルミニウムを押し出し成形で形成してフレーム２０が作成される。これらフレーム２０は、太陽電池パネル１０の端部を嵌め込む断面がコの字状の凹部２２を有する。また、長辺側フレーム２０Ａには、底部から外方向に突出し更に上方向に延びた支持部２８が設けられている。

図２に示すように、屋根に取り付けられた支持金具を介して架台５が屋根上に所定の間隔をあけて固定される。本実施形態においては、屋根の流れ方向に対して平行方向に所定の間隔を有して架台５を屋根上に固定し、これに直交する方向に太陽電池モジュール１の長辺側が位置するように配置している。即ち、太陽電池モジュール１を屋根の流れ方向に対して横向きに配置し、太陽電池モジュール１の長辺側で固定している。これは、傾斜屋根葺き材(瓦等)により、太陽電池モジュール１の取り付けピッチが安定しないことを太陽電池モジュール１の長辺側で吸収するためである。

同様に太陽電池モジュール１を屋根の流れ方向に対して縦置きにする場合には、傾斜屋根葺き材(瓦等)により、太陽電池モジュール１の取り付けピッチが安定しないので、屋根の流れ方向に対して垂直方向に所定の間隔を有して架台５を屋根上に固定し、太陽電池モジュール１の長辺方向を桁方向に流して、太陽電池モジュール１の長辺側で固定する。

この架台５にスペーサ６をボルト８２とナット８３からなる固定手段８で固定する。このスペーサ６の載置面６１上にフレーム２０の底部を載せ、固定部材７をフレーム２０の支持部２８に固定部材７の足部が掛かるように配置する。そして、固定部材７を締め付け、フレーム２０を架台５方向に押しつけ、スペーサ６上に太陽電池モジュール１が固定される。

このように、架台５にスペーサ６を介して太陽電池モジュール１を固定することにより、太陽電池モジュール１が撓んだ際にも太陽電池モジュール１の裏面に配設したケーブル３１が架台５との間に挟まれないようにしてケーブル３１が破損することを抑制するように構成することができる。

さらに図２に示すように、このスペーサ６は、長辺側のフレーム２０の延在方向に架台５の幅よりも長い載置面６１を有し、フレーム２０から架台５にかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であってもより大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

また、上記したように、スペーサ６が太陽電池モジュール１または架台５に対して回転すると、固定部材７とスペーサ６とがわずかな面積しか接触していない状態で固定されるおそれがある。そこで、本実施形態においては、スペーサ６が太陽電池モジュール１に対して回り止め機能を備えることにより、取り付け作業が容易にするとともに、太陽電池モジュール１をケーブルの破損を防止できる適切な取り付け位置に容易に配置できるようにしてより確実に太陽電池モジュール１を架台５に固定した太陽光発電装置を提供するもの
である。以下、各部材と共に詳細に説明する。

図３及び図４は、本発明に用いられる架台５の一例を示し、図３は側面図、図４は横断面図である。架台５は、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成され、押し出し成形、引き出し成形等で作成される。本実施形態においては、アルミニウムを押し出し成形で形成してフレーム２０が作成される。架台５のスペーサ６の取り付け面５１には、スペーサ６を固定するためのボルトが収容される係合部５２が設けられている。この係合部５２に後述するように、ボルト、ナットを用いてスペーサ６が取り付けられる。架台５は後述するように屋根に固定された支持金具に取付金具を用いて固定され、本実施形態においては、屋根の流れ方向に対して平行方向に所定の間隔を有して固定される。

図５から図７は、本発明の第１の実施形態にかかるスペーサを示し、図５は平面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。スペーサ６は、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成され、押し出し成形、引き出し成形等で作成される。本実施形態においては、アルミニウムを押し出し成形で形成してフレーム２０が作成される。スペーサ６は、架台５の幅よりも長い載置面６１を有する。そして、載置面６１の外周側にフレーム２０側へ突出する凸部としてのリブ部６３が形成されている。後述するように、スペーサ６が回ると、このリブ部６３がフレーム２０にあたり、それ以上の回転が阻止される。

スペーサ６の中央部には、凹部６７が形成され、この凹部６７の中央部には、架台５の係合部５２に収容されたボルトが通される穴６２が設けられている。

図８から図１０は、本発明の実施形態にかかる固定部材を示し、図８は平面図、図９は図８のＢ−Ｂ線断面図、図１０は図８のＡ−Ａ線断面図である。固定部材７は、断面がコの字型の鋼材で形成され、上面部には、架台５に取り付けられ、スペーサ６を通したボルト８２を通すための穴７１を有する。また、固定部材７の足部７２は、図１０に示すように、フレーム２０の支持部２８をスペーサ６側に押さえつけるときにしっかり固定できるように円弧が切り取られた形状に形成される。

次に、図１１から図１７を参照して、この第１の実施形態にかかるスペーサを用いて屋根上に固定された架台に太陽電池モジュール１を固定した太陽光発電装置について説明する。

図２に示すように、屋根に取り付けられた支持金具を介して架台５が屋根上に所定の間隔をあけて固定される。本実施形態においては、屋根の流れ方向に対して平行方向に所定の間隔を有して架台５を屋根上に固定している。図１１及び図１３は、屋根の軒と平行の方向から見た一部を断面にした正面図、図１２及び図１４は、屋根の流れ方向から見た一部を断面にした側面図である。

図１１及び図１３に示すように、屋根上の屋根瓦３００上に支持金具３０１が固定されている。支持金具３０１の屋根への固定は種々の方法があるが、アンカー方式や差込方式等屋根の形状に応じて最適な方法により、屋根瓦３００上に確実に支持金具３０１が固定される。この支持金具３０１に取付金具３０２及びビス３０３を用いて架台５が固定される。

架台５の係合部５２にボルト８２を取り付ける。そして、スペーサ６の長手方向を架台５の長手方向に合わせ、スペーサ６の穴６２にボルト８２が通される。ボルト８２にワッシャー８４及びナット８３を取り付け、ナット８３を締め付けることにより、架台５にスペーサ６が固定される。

架台５に固定したスペーサ６の載置面６１に太陽電池モジュール１のフレーム２０の底部が配置される。そして、スペーサ６を貫通したボルト８２に固定部材７の穴７２が通される。フレーム２０の支持部２８に固定部材７の足部７２が掛かるように配置し、ワッシャー８４及びナット８１をボルト８２に取り付け、ナット８１を締め付ける。ナット８１を締め付けることにより、フレーム２０の支持部２８を固定部材７によりスペーサ６側に押さえつけ、太陽電池モジュール１がスペーサ６を介して架台５に固定される。

さらに、このスペーサ６は、長辺側のフレーム２０の延在方向に、架台５の幅よりも長い載置面６１が形成されており、フレーム２０からかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であってもより大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

図１２、図１４及び図１５に示すように、太陽電池モジュール１をスペーサ６に固定部材７を用いて取り付けると、スペーサ６のリブ部６３は、フレーム２０の底部の近傍に位置することになる。スペーサ６が回わろうとすると、リブ部６３がフレーム６０の底部にあたり、それ以上の回転が阻止される。

図１６及び図１７に示すように、片側にしか太陽電池モジュール１が取り付けられない太陽光発電装置の端の部分は、固定部材７の足部７２が直接スペーサ６に接触するようにして固定することになる。

このとき、組み立てのバラツキなどにより、スペーサ６が回ろうとしても、図１８で示すように、リブ部６３がフレーム６０にあたり、それ以上の回転が阻止される。固定部材７のボルト８２が通される穴７１とこの穴７１に通されるボルト８２には、組み立ての容易さからある程度の遊びがあっても、スペーサ７の回転が阻止され、架台５に対して略平行な状態にスペーサ６が保たれるので、固定部材７とスペーサ６を適切な取り付け位置に容易に配置することができる。

図１８から図２０は、本発明の第２の実施形態にかかるスペーサを示し、図１８は平面図、図１９はＢ−Ｂ線断面図、図２０はＡ−Ａ線断面図である。スペーサ６ａは、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成される。本実施形態においては、アルミニウムで形成している。

この第２の実施形態のスペーサ６ａも長辺側のフレーム２０の延在方向に、架台５の幅よりも長い載置面６１ａが形成されている。そして、載置面６１の外周側にフレーム２０側に突出する凸部としてのリブ部６３ａが形成されている。後述するように、スペーサ６ａが回ると、このリブ部６３ａがフレーム２０にあたり、それ以上の回転が阻止される。

スペーサ６ａの中央部には、架台５の係合部５２に収容されたボルトが通される穴６２ａが設けられている。そして、この穴６２ａから外側にフレーム２０側に突出する凸部６５ａが設けられ、この凸部６５ａにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部があたり、フレーム２０の取り付け時に太陽電池モジュール１が適切な取り付け位置に配置されるように構成されている。

さらに、このスペーサ６ａには、端子ボックス３０から引き出されたケーブル３１を収容し、接続先へ導く案内溝６４ａが設けられている。この案内溝６４ａにケーブル３１を収容することでケーブル３１が他の部材により挟み込まれることが確実に防止され、ケーブル３１の破損を防止する。

次に、図２１から図２４を参照して、この第２の実施形態にかかるスペーサを用いて屋根上に固定された架台に太陽電池モジュール１を固定した太陽光発電装置について説明する。

図２に示すように、屋根に取り付けられた支持金具を介して架台５が屋根上に所定の間隔をあけて固定される。本実施形態においては、屋根の流れ方向に対して平行方向に所定の間隔を有して架台５を屋根上に固定している。

図２１及び図２３に示すように、屋根上の屋根瓦３００上に支持金具３０１が固定されている。この支持金具３０１に取付金具３０２及びビス３０３を用いて架台５が固定される。

架台５の係合部５２にボルト８２を取り付ける。そして、スペーサ６ａの長手方向を架台５の長手方向に合わせ、スペーサ６ａの穴６２ａにボルト８２が通される。ボルト８２にワッシャー８４及びナット８３を取り付け、ナット８３を締め付けることにより、架台５にスペーサ６ａが固定される。

架台５に固定したスペーサ６ａの載置面６１ａに太陽電池モジュール１のフレーム２０の底部が配置される。このとき、図２２及び図２４に示すように、凸部６５ａにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部が当たるようにする。凸部６５ａにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部をあたるようにすることにより、太陽電池モジュール１をスペーサ６ａの適切な取り付け位置に容易に配置することができる。そして、スペーサ６ａを貫通したボルト８２に固定部材７の穴７２が通される。フレーム２０の支持部２８に固定部材７の足部７２が掛かるように配置し、ワッシャー８４及びナット８１をボルト８２に取り付け、ナット８１を締め付ける。ナット８１を締め付けることにより、フレーム２０の支持部２８を固定部材７によりスペーサ６ａ側に押さえつけ、太陽電池モジュール１がスペーサ６ａを介して架台５に固定される。また、端子ボックス３０から引き出されたケーブル３１は、案内溝６４ａ内に収容され、他の太陽電池モジュール１の裏面へ導かれる。

このように、太陽電池モジュールを架台５に固定する際に、スペーサ６ａの案内溝６４ａ内にケーブル３１を収容することにより、太陽電池モジュール１が撓んだ際にも太陽電池モジュール１の裏面に配設したケーブル３１が架台５との間に挟まれないようにしてケーブル３１が破損することを抑制することができる。

また、このスペーサ６ａは、長辺側のフレーム２０Ａの延在方向に、架台５の幅よりも長い載置面６１ａを有し、フレーム２０からかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であっても大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

図２１及び図２４に示すように、太陽電池モジュール１をスペーサ６ａに固定部材７を用いて取り付けると、スペーサ６ａのリブ部６３ａは、フレーム２０の底部の近傍に位置することになる。スペーサ６ａが回わろうとすると、リブ部６３ａがフレーム６０にあたり、それ以上の回転が阻止される。

図２５から図２７は、本発明の第３の実施形態にかかるスペーサを示し、図２５は平面図、図２６は図２５のＡ−Ａ線断面図、図２７は図２６のＢ−Ｂ線断面図である。スペーサ６ｃは、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成される。本実施形態においては、スペーサ６ｃをアルミニウムで形成している。

この第３の実施形態のスペーサ６ｃも長辺側のフレーム２０の延在方向に、架台５の幅よりも長い載置面６１ｃを有している。スペーサ６ｃの中央部には、凹部６７ｃが設けられる。この凹部６７ｃの中央部に、架台５の係合部５２に収容されたボルト８２が通される穴６２ｃが設けられている。そして、凹部６７ｃの外側にフレーム２０側に突出する凸部としてのリブ部６６ｃが設けられている。このリブ部６６ｃがフレーム２０にあたることにより、回り止め機構として作用し、スペーサ６ｃの回転が阻止される。

次に、図２８から図３０を参照して、この第３の実施形態にかかるスペーサを用いて屋根上に固定された架台に太陽電池モジュール１を固定した太陽光発電装置について説明する。

架台５の係合部５２にボルト８２を取り付ける。そして、スペーサ６ｃの長手方向を架台５の長手方向に合わせ、スペーサ６ｃの穴６２ｃにボルト８２が通される。ボルト８２にワッシャー８４及びナット８３を取り付け、ナット８３を締め付けることにより、架台５にスペーサ６ｃが固定される。

架台５に固定したスペーサ６ｃの載置面６１ｃに太陽電池モジュール１のフレーム２０の底部が配置される。このとき、図２８及び図３０に示すように、フレーム２０にリブ部６６ｃがあたるようにすることにより、太陽電池モジュール１をスペーサ６ｃの適切な取り付け位置に容易に配置することができる。そして、スペーサ６ｃを貫通したボルト８２に固定部材７の穴７２が通される。フレーム２０の支持部２８に固定部材７の足部７２が入るように配置し、ワッシャー８４及びナット８１をボルト８２に取り付け、ナット８１を締め付ける。ナット８１を締め付けることにより、フレーム２０の支持部２８を介してフレーム２０が固定部材７によりスペーサ６ｃ側に押さえられ、太陽電池モジュール１がスペーサ６ｃを介して架台５に固定される。

このように、架台５にスペーサ６ｃを介して太陽電池モジュール１を固定することにより、太陽電池モジュール１が撓んだ際にも太陽電池モジュール１の裏面に配設したケーブル３１が架台５との間に挟まれないようにしてケーブル３１が破損することを抑制するように構成することができる。

また、このスペーサ６ｃは、長辺側のフレーム２０の延在方向に、架台５の幅よりも長い載置面６１が形成されており、フレーム２０から架台５にかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であっても大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

図２８及び図３０に示すように、太陽電池モジュール１をスペーサ６ｃに固定部材７を用いて取り付けると、スペーサ６のリブ部６６ｃがフレーム２０にあたることにより、回り止め機構として作用し、スペーサ６ａの回転が阻止される。

図３１及び図３０は、本発明の第４の実施形態にかかるスペーサを示し、図３１は平面図、図３２は横断面図である。スペーサ６ｄは、例えば、アルミニウム、鉄、或いはステンレス鋼等で形成される。本実施形態においては、アルミニウムで形成している。

この第４の実施形態のスペーサ６ｄは架台５の幅よりも長い直径を有する円盤状の載置面６１ｄが形成されている。そして、載置面６１ｄは円盤状に形成されているので、スペーサ６ｄが回転してもフレーム２０並びに固定部材７に対する位置関係は変わらず、固定部材７等が外れるおそれはない。

スペーサ６ｄの中央部には、架台５の係合部５２に収容されたボルトが通される穴６２ｄが設けられている。そして、この穴６２ｄから外側に凸部６５ｄが設けられ、この凸部６５ｄにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部当接し、フレーム２０の取り付け時の位置決めとなるように構成されている。

次に、図３３及び図３４を参照して、この第４の実施形態にかかるスペーサを用いて屋根上に固定された架台に太陽電池モジュール１を固定した太陽光発電装置につき説明する。

架台５の係合部５２にボルト８２を取り付ける。そして、スペーサ６ｄの穴６２ｄにボルト８２が通される。ボルト８２にワッシャー８４及びナット８３を取り付け、ナット８３を締め付けることにより、架台５にスペーサ６ｄが固定される。

架台５に固定したスペーサ６ｄの円盤状の載置面６１ｄに太陽電池モジュール１のフレーム２０の底部が配置される。このとき、図３３に示すように、凸部６５ｄにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部が当たるように配置される。凸部６５ｄにフレーム２０の支持部２８の立ち上がり部があたるようにすることにより、太陽電池モジュール１をスペーサ６ｄの適切な取り付け位置に容易に配置することができる。そして、スペーサ６ｄを貫通したボルト８２に固定部材７の穴７２が通される。フレーム２０の支持部２８と固定部材７の足部７２が入るように配置し、ワッシャー８４及びナット８１をボルト８２に取り付け、ナット８１を締め付ける。ナット８１を締め付けることにより、フレーム２０の支持部２８を固定部材７によりスペーサ６ｄ側に押さえつけ、太陽電池モジュール１がスペーサ６ｄを介して架台５に固定される。

このように、架台５にスペーサ６ｄを介して太陽電池モジュール１を固定することにより、太陽電池モジュール１が撓んだ際にも太陽電池モジュール１の裏面に配設したケーブル３１が架台５との間に挟まれないようにしてケーブル３１が破損することを抑制するように構成することができる。

また、このスペーサ６ｄは、架台５の幅よりも長い直径の円盤状載置面６１ｄが形成されており、フレーム２０から架台５にかかる圧力を分散することができる。この結果、耐荷重が同じフレーム２０であっても大きな圧力に耐えることができ、太陽光発電装置に雪の多い地域で想定される荷重に対して必要とされる強度を持たせることができる。

図３４に示すように、太陽電池モジュール１をスペーサ６ａに固定部材７を用いて取り付けると、載置面６１ｄは円盤状に形成されているので、スペーサ６ｄが回転してもフレーム２０並びに固定部材７に対する位置関係は変わらず、固定部材７等が外れるおそれは
ない。

なお、前記第１、第３、第４の実施形態においては、ケーブルを収容する案内溝を設けていないが、前記第２の実施形態と同様にケーブルを収容する案内溝を設けることは勿論可能である。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１太陽電池モジュール
５架台
６、６ａ、６ｃ、６ｄスペーサ
６１、６１ａ、６１ｃ、６１ｄ載置面
６２穴
６３リブ部
７固定部材
８固定手段８１、８３ナット
８２ボルト
１０太陽電池パネル
２０フレーム
２８支持部

Claims

所定の間隔をあけて固定され、取り付け面を備えた複数の架台と、
フレームを有する太陽電池モジュールと、
前記取り付け面と前記フレームの間に配置され、中央部に形成された凹部と前記凹部の両側に形成された載置面とを備える複数のスペーサと、
を備えた太陽光発電装置であって、
前記スペーサの長手方向の長さは、前記架台の幅よりも長くかつ前記フレームの長さよりも短く、
前記フレームは、前記スペーサの前記載置面に押さえつけられることにより、前記太陽電池モジュールの前記フレームが前記架台の前記取り付け面上に前記スペーサを介して固定され、
前記スペーサの前記載置面は凸部を有し、前記凸部により前記スペーサと前記太陽電池モジュールとの取り付け位置を所定の位置にすることを特徴とする太陽光発電装置。
前記スペーサの中央部に形成された前記凹部は、板状に形成されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記フレームには、底部から外方向に突出した支持部が設けられ、前記支持部には立ち上がり部を有する、請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
前記フレームを前記スペーサに押さえつけるための固定部材と、
前記スペーサ及び前記固定部材を通り、前記スペーサを前記架台上に固定するためのボルトと、
を更に備える、請求項１又は２に記載の太陽光発電装置。
前記フレームを前記スペーサに押さえつけるための固定部材と、
前記スペーサ及び前記固定部材を通り、前記スペーサを前記架台上に固定するためのボルトと、
を更に備える、請求項３に記載の太陽光発電装置。
前記固定部材は、前記ボルトによって、前記フレームの前記支持部を前記スペーサに接触するように押し付けることによって、前記スペーサを前記架台の前記取り付け面に固定している、請求項５に記載の太陽光発電装置。
前記ボルトの上部側先端は、前記太陽電池モジュールの受光面よりも前記架台に近い位置にある、請求項５又は６に記載の太陽光発電装置。