JP6680135B2 - 太陽光発電モジュールの取付構造、太陽光発電モジュール、太陽光発電パネル、及び太陽光発電装置 - Google Patents

太陽光発電モジュールの取付構造、太陽光発電モジュール、太陽光発電パネル、及び太陽光発電装置 Download PDF

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Description

本発明は、太陽光発電モジュールの取付構造、太陽光発電モジュール、太陽光発電パネル、及び太陽光発電装置に関する。
例えば、集光型で太陽を追尾する太陽光発電では、発電効率の高い小型の化合物半導体素子等により構成される発電素子に、レンズで集光させた太陽光を照射する構成を基本としている。このような基本ユニットを１つの筐体内でマトリックス状に多数並べて構成したものが、太陽光発電モジュールである。また、このモジュールがさらに複数個並べられたものが、太陽光発電パネルである。この太陽光発電パネルは、当該パネルを太陽に向けて追尾動作させるための駆動装置と共に、太陽光発電装置を構成する。
上記太陽光発電モジュールに用いる筐体としては、複数の発電素子が配列される底板と、底板の外縁に沿って立設され集光部材を底板に対向させて保持する枠体とを備えているものがある。
このような筐体は、軽量化や低コスト化を目的として枠体（底板を除く）を樹脂で形成することがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３−８４６７０号公報 国際公開第２０１４／０２５１４１３号
上記太陽光発電モジュールの内部では、多数の発電素子の直列接続により、高電圧が発生する。従って、安全上、電気回路の直下にある底板（金属）を接地する必要がある。筐体全体が金属であれば、どの部分からでも接地をとることが容易にできるが、底板以外の枠体が樹脂の場合には、筐体全体が金属である場合に比べて接地がとりにくい。
図１０は、枠体を樹脂によって形成し、底板を金属によって形成した筐体を用いたモジュールを太陽光発電装置の架台に取り付けたときの構造の一例を示す図である。
図１０中、太陽光発電モジュール２００は、太陽光発電装置の架台２０１に固定されている。太陽光発電モジュール２００は、筐体２０２と、筐体２０２の開口を覆う集光部２０３とを備えている。
筐体２０２は、内部に発電素子（図示せず）が配列されている、金属製の底板２０４と、樹脂からなる枠体２０５とを備えている。
この例の太陽光発電モジュール２００は、枠体２０５の外面に突設されているフランジ部２０５ａと、架台２０１とをボルト２０６によって締結することで、架台２０１に固定されている。
底板２０４の外面には、ボルト２０７が取り付けられている。ボルト２０７は、導体線２０８を底板２０４に固定している。
導体線２０８は、一端部がボルト２０７と底板２０４との間に挟持されている。また、導体線２０８は、他端部が、架台２０１の側板部２０１ａに取り付けられたボルト２０９と側板部２０１ａとの間に挟持されている。
導体線２０８は、底板２０４と架台２０１とを電気的に接続している。架台２０１は、導電性を有する他の部材に接続されており、底板２０４は、導体線２０８及び架台２０１を介して接地されている。
以上のように、筐体の枠体を樹脂によって形成した場合、底板を金属によって形成し、底板と筐体外部の導体とを導体線によって電気的に接続することが考えられる。
しかし、上記構成のモジュール２００を太陽光発電装置に固定する場合、ボルト２０６によってモジュール２００を架台２０１に固定する際に、ボルト２０６の締め付けトルクを管理する必要があり、その他に導体線２０８の接続作業も行わなければならず、煩雑な作業となる。さらに、モジュール２００は架台２０１に多数固定されることがあり、このような煩雑な作業を何度も繰り返すこととなって、多くの工数を要する。
このため、モジュール２００を太陽光発電装置に取り付ける作業を容易とすることができる方策が求められている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、太陽光発電モジュールの発電装置への取り付け作業を容易に行うことを目的とする。
本発明の一態様に係る太陽光発電モジュールの取付構造は、複数の発電素子と、前記複数の発電素子が配列される、金属製の底板、及び前記底板の外縁に沿って立設された樹脂製の側壁枠を有する筐体と、を備えた太陽光発電モジュールの取付構造であって、前記底板の外面に当接して前記太陽光発電モジュールを支持する支持面を有する支持板と、前記底板の内面、及び前記支持板の支持面と反対側の面のうちの一方の面に配置される座金と、前記支持板と前記底板とを貫通して前記座金に挿通される軸部、及び前記軸部の一端部に形成された頭部を有し、前記軸部の他端部を拡径変形させることで、前記座金と前記頭部との間で前記支持板及び前記底板を挟持して締結するリベットと、を備える太陽光発電モジュールの取付構造である。
本発明の一態様に係る太陽光発電モジュールは、上記取付構造を用いている。
本発明の一態様に係る太陽光発電パネルは、上記太陽光発電モジュールを複数個並べて成る太陽光発電パネルである。
本発明の一態様に係る太陽光発電装置は、上記太陽光発電パネルと、当該太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置と、を備える太陽光発電装置である。
本発明によれば、太陽光発電モジュールの発電装置への取り付け作業を容易に行うことができる。
太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る太陽光発電モジュールを拡大して示す斜視図である。 フレネルレンズと発電素子との光学的な関係を示す斜視図である。 図１中の太陽光発電パネルの一部上面図である。 図４中のＶ−Ｖ線上の要部を示す断面図である。 図５中の窪み部を下方から見たときの斜視図である。 リベットをフレーム及び底板の各貫通孔に挿通した状態を示す断面図である。 リベットの軸部の先端部を拡径変形させている途中の状態を示す断面図である。 リベットの頭部の先端部に拡径部が形成された状態を示す断面図である。 従来の太陽光発電モジュールを太陽光発電装置の架台に取り付けたときの構造の一例を示す図である。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る太陽光発電モジュールの取付構造は、複数の発電素子と、前記複数の発電素子が配列される、金属製の底板、及び前記底板の外縁に沿って立設された樹脂製の側壁枠を有する筐体と、を備えた太陽光発電モジュールの取付構造であって、前記底板の外面に当接して前記太陽光発電モジュールを支持する支持面を有する支持板と、前記底板の内面、及び前記支持板の支持面と反対側の面のうちの一方の面に配置される座金と、前記支持板と前記底板とを貫通して前記座金に挿通される軸部、及び前記軸部の一端部に形成された頭部を有し、前記軸部の他端部を拡径変形させることで、前記座金と前記頭部との間で前記支持板及び前記底板を挟持して締結するリベットと、を備える。
上記太陽光発電モジュールの取付構造によれば、支持板及び筐体の底板を貫通して座金に挿通されたリベットの軸部を、汎用の工具を用いて拡径変形させることで、リベットの頭部と座金との間で支持板及び底板を挟持して締結することができ、これによって太陽光発電モジュールを支持板に固定することができる。このため、上記従来例のように、モジュールを固定するボルトの締め付けトルクを管理する必要がなく、太陽光発電モジュールの発電装置への取り付け作業を容易に行うことができる。
（２）前記太陽光発電モジュールの取付構造において、前記支持板は、接地された導電体であり、前記リベット及び前記座金は、前記底板から前記支持板への電気的接続の経路となる導電体であるのが好ましい。
この場合、リベット及び座金を用いて、太陽光発電モジュールを支持板に固定すれば、同時に、リベット及び座金が底板から支持板への電気的接続の経路となって、底板の接地も確保することができる。このため、上記従来例のように、モジュールを固定した後に接地のための導体線を接続する作業を行う必要がなく、太陽光発電モジュールの発電装置への取り付け作業をさらに容易に行うことができる。
（３）前記太陽光発電モジュールの取付構造において、前記座金は、前記一方の面において位置調整可能に配置されるのが好ましい。
この場合、リベットの軸部が貫通される底板及び支持板の各貫通孔が、前記軸部を遊びをもって挿通する孔径に形成されていると、前記一方の面側において前記軸部を座金に挿通する位置がずれる場合がある。しかし、このような場合であっても、前記一方の面において座金を位置調整することで、リベットの軸部を座金に確実に挿通することができる。
（４）前記太陽光発電モジュールの取付構造において、前記座金は、前記底板の内面の所定部に配置され、前記側壁枠の前記底板側の端部は、前記所定部が前記側壁枠の外側に配置されるように、前記筐体の内側に窪む窪み部を形成しているのが好ましい。
この場合、リベットの軸部を拡径変形させるときに、その軸部に座金を挿通し忘れた場合であっても、側壁枠の外側から窪み部に座金を差し込むことで、リベットの軸部に座金を容易に挿通することができる。
（５）前記太陽光発電モジュールの取付構造において、前記側壁枠の前記底板側の端部と前記底板との間には、前記筐体の内部を密封するためのシール層が形成されているのが好ましい。
この場合、側壁枠の外側に形成された窪み部から、筐体内部に水分や塵埃等の異物が侵入するのを抑制することができる。
（６）本発明の実施形態に係る太陽光発電モジュールは、上記（１）に記載の取付構造が用いられている。
この場合、上記（１）と同様の作用効果を奏する。
（７）本発明の実施形態に係る太陽光発電パネルは、上記（６）に記載の太陽光発電モジュールを複数個並べて成る。
このような太陽光発電パネルは所望の発電電力を得ることができる。
（８）本発明の実施形態に係る太陽光発電装置は、上記（７）に記載の太陽光発電パネルと、当該太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置とを備える。
この場合、昼間は常に、その時点で最も発電効率の高い状態を維持する太陽光発電装置を提供することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
＜太陽光発電装置および太陽光発電パネル＞
まず、太陽光発電装置の構成から説明する。図１は、集光型の太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。図１において、太陽光発電装置１００は、左右２翼に分かれたパネルを備える太陽光発電パネル１と、太陽光発電パネル１を背面側で支持する架台２とを備えている。なお、図１において、紙面右側のパネル１は、架台２の構造を示すために、太陽光発電パネル１の一部を省略して示している。
架台２は、基礎３と、基礎３に立設されている支持部４とを備えている。基礎３は、地面に固定されている。支持部４は鉛直に設けられている。支持部４の上端の、太陽光発電パネル１の支持点には、太陽光発電パネル１が太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置５が設けられている。具体的には、この駆動装置５は、太陽光発電パネル１を、水平に延びている軸６を中心とする仰角方向に回動するように駆動する。また、駆動装置５は、太陽光発電パネル１を、支持部４を中心とする方位角方向に回動するように駆動する。
駆動装置５は、制御装置（図示省略）によって制御される。制御装置は、駆動装置５の内蔵モータを駆動するための駆動回路を有している。各軸のモータ（ステッピングモータ）の動作により、太陽光発電パネル１は、方位角、仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとることができる。
駆動装置５によって駆動される軸６には、当該軸６に直交する方向に複数の梁７が設けられている。太陽光発電パネル１は、これら複数の梁７の上側に固定されている。太陽光発電パネル１は、例えば、１０個の太陽光発電モジュール１Ｍを横一列に並べて構成されているユニット１Ｕを多段に配列することで構成されている。
ユニット１Ｕは、複数の太陽光発電モジュール１Ｍと、これら太陽光発電モジュール１Ｍを一列に整列した状態で一体に固定している一対のフレーム８とを備えている。各ユニット１Ｕは、各梁７に架け渡され、各梁７の上側に固定されている。
太陽光発電パネル１の各翼は、例えば１０個のユニット１Ｕによって構成されている。これにより、太陽光発電パネル１の各翼は、縦１０×横１０の太陽光発電モジュール１Ｍをマトリクス状に並べて構成されている。従って、両翼の太陽光発電パネル１で、２００個の太陽光発電モジュール１Ｍが存在している。
＜太陽光発電モジュール＞
図２は、本発明の一実施形態に係る集光型の太陽光発電モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍを拡大して示す斜視図（集光部１３の一部を破断している。）である。図２において、モジュール１Ｍは、箱状の筐体１１と、筐体１１の底板１５に複数列に並べるように配置されたフレキシブルプリント配線板１２と、筐体１１の鍔部１１ｂに、蓋のように取り付けられた集光部１３とを主要な構成要素として備えている。
フレキシブルプリント配線板１２は、細片フィルム状の絶縁基材に、回路パターンを構成する導電体層を設けたものであり、その上に、発電素子（太陽電池セル）１２ｃやその他の電子部品が実装されている。発電素子１２ｃとしては、耐熱性を有する発電効率の高い太陽電池が用いられる。
筐体１１は、フレキシブルプリント配線板１２が配置された底板１５と、底板１５の外縁部等が取り付けられ、集光部１３を底板１５に対向させて保持している側壁枠１６とを備えている。なお、筐体１１については、後に詳述する。
集光部１３は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するレンズ要素としてのフレネルレンズ１３ｆがマトリックス状に複数個（例えば縦１６×横１２で、１９２個）並んで構成されている。このような集光部１３は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズ１３ｆは、この樹脂膜に形成される。フレネルレンズ１３ｆの総数及び配置は、発電素子１２ｃの総数及び配置と同じであり、互いに光軸を一致させるように、一対一に対応している。
図３は、１個のフレネルレンズ１３ｆと発電素子１２ｃとの光学的な関係を示す斜視図である。フレネルレンズ１３ｆの光軸Ａｘは、発電素子１２ｃの中心と交差する。フレネルレンズ１３ｆに対して太陽光が入射角０度で入射すると、フレネルレンズ１３ｆで収束させられた光は、発電素子１２ｃに集まり、発電素子１２ｃが発電する。日中、太陽光発電パネル１（図１）が太陽を正確に追尾すれば、常にこのような光学的関係となり、効率よく発電が行われる。
＜筐体の取付構造＞
図４は、図１中の太陽光発電パネル１の一部上面図である。
上述のように、太陽光発電パネル１を構成している複数のユニット１Ｕは、複数のモジュール１Ｍと、複数のモジュール１Ｍを一列に整列した状態で一体に固定している一対のフレーム８とを備えている。
一対のフレーム８は、水平方向に延びる長尺の部材であり、構造用鋼やアルミニウム合金等の導電体によって形成されている。
各モジュール１Ｍは、一対のフレーム８の間に所定の間隔を置いて一列に配置され当該一対のフレーム８に固定されている。
なお、モジュール１Ｍの縦横の寸法、形状は図２を反映したものではなく、一例として簡素化した表現としている。
各モジュール１Ｍは、一対のフレーム８に固定されることでユニット１Ｕとされる。
各ユニット１Ｕは、長手方向が水平方向と平行になるように、各梁７に架け渡されて、各梁７に固定される。各ユニット１Ｕは、フレーム８と各梁７とが固定されることで、梁７に固定されている。このように、各モジュール１Ｍは、各梁７に固定されているフレーム８によって支持固定されている。
図５は、図４中のＶ−Ｖ線上の要部を示す断面図である。
図４及び図５を参照して、フレーム８は、例えば断面Ｌ字型の部材であり、モジュール１Ｍの底板１５に当接している横板部２０と、横板部２０の外側縁に沿って立設されてい縦板部２１とを備えている。
縦板部２１は、一対のフレーム８の間に配置されるモジュール１Ｍの側壁枠１６の外面１６ａに沿うように形成されている。
縦板部２１は、外面１６ａとの間に適度なすき間が設けられるように形成されており、モジュール１Ｍをフレーム８に固定する際において、当該モジュール１Ｍをフレーム８の長手方向に整列させるガイドとしての機能を有している。
一対のフレーム８の横板部２０は、底板１５の外面１５ｃに当接して各モジュール１Ｍをフレーム８の長手方向に整列させつつ、モジュール１Ｍを支持している。
このように、一対のフレーム８の横板部２０は、モジュール１Ｍを支持する支持板を構成しており、横板部２０の上面は、モジュール１Ｍを支持する支持面２０ｂとされている。
モジュール１Ｍの筐体１１では、底板１５が例えばアルミニウム合金等の金属からなり、側壁枠１６が樹脂によって形成されている。よって、本実施形態の筐体１１は、底板１５と側壁枠１６とが別部材として形成され、底板１５と側壁枠１６とを互いに固定して組み立てられている。
側壁枠１６は、例えば、ガラス繊維が充填されたＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）樹脂を用いて矩形枠状に形成されており、一方側の端面開口には集光部１３が固定されている。底板１５は、側壁枠１６の他方側の端面開口を塞ぐように側壁枠１６に固定されている。
底板１５と、側壁枠１６とは、接着効果を有するシーリング剤とボルトを用いて固定されており、シーリング剤により、底板１５と側壁枠１６との接合部から筐体１１の内部に水分や塵埃が浸入するのを防いでいる。
また、底板１５の外面１５ｃには、防錆処理が施されることによって防錆膜１７が形成されている。なお、後述する図７〜図９では、防錆膜１７の図示を省略している。
＜リベット及び座金＞
筐体１１の底板１５は、リベット３０及び座金４０により、フレーム８の横板部２０に締結されている。モジュール１Ｍは、リベット３０及び座金４０が横板部２０と底板１５とを締結することによってフレーム８に固定されている。
リベット３０及び座金４０は、アルミニウム合金やステンレス鋼等の導電体によって形成された一般的なリベット及び座金であり、底板１５の４隅に取り付けられている。本実施形態の座金４０は、例えば円環板形状の平座金からなり、底板１５の内面１５ｂの所定部（４隅）に配置されている。
リベット３０は、横板部２０と底板１５とを貫通して座金４０に挿通された軸部３１と、この軸部３１の一端部に形成された頭部３２とを有している。頭部３２は、横板部２０の下面２０ｃ（支持面２０ｂと反対側の面）に当接している。
軸部３１は、円筒状に形成されている（図７参照）。軸部３１の他端部には、当該他端部を拡径変形させた拡径部３３が形成されており、この拡径部３３は座金４０にかしめ固定されている。これにより、リベット３０の頭部３２と座金４０との間で、底板１５及び横板部２０を締め付けて、底板１５を横板部２０に固定している。
モジュール１Ｍの底板１５には、リベット３０の軸部３１を貫通させるための貫通孔１５ａが形成されている。この貫通孔１５ａは、例えば、筐体１１内の４隅に形成されている。
また、フレーム８の横板部２０にも、リベット３０の軸部３１を貫通させるための貫通孔２０ａが形成されている。この貫通孔２０ａは、モジュール１Ｍがフレーム８に固定されたときの貫通孔１５ａに対応する位置に形成されている。よって、貫通孔２０ａは、図４に示すように、フレーム８の長手方向に沿って横板部２０における所定位置に形成される。
なお、フレーム８は長尺の部材であるため、モジュール１Ｍをフレーム８に固定するときに、底板１５の貫通孔１５ａと横板部２０の貫通孔２０ａとの間で位置ずれが生じるおそれがある。このため、底板１５の貫通孔１５ａ及び横板部２０の貫通孔２０ａの各孔径は、上記位置ずれを抑制するために、リベット３０の軸部３１の軸径に遊び長さを加えた寸法に設定されている。これに伴い、座金４０の内径は、リベット３０の軸部３１の軸径に対して、拡径部３３を座金４０にかしめ固定するために必要な寸法公差（ここでは０．１ｍｍ）以内となるように設定されている。
＜底板の接地構造＞
上述したように、底板１５は金属からなる。また、リベット３０、座金４０及びフレーム８は、導電体によって形成されており、フレーム８は、太陽光発電装置１００の接地線路（図示省略）に電気的に接続されている。
よって、図５に示すように、リベット３０及び座金４０は、フレーム８及び底板１５に当接することで、フレーム８と底板１５とを電気的に接続している。これによって、底板１５は、座金４０、軸部３１、頭部３２、及びフレーム８を介して太陽光発電装置１００の接地線路に接続されている。
なお、底板１５の外面１５ｃには、防錆膜１７が形成されているため、フレーム８の横板部２０と、底板１５の外面１５ｃとが当接していても防錆膜１７が介在することで通電し難い場合がある。
この点、本実施形態では、フレーム８と底板１５とをリベット３０及び座金４０によって電気的に接続するので、横板部２０と底板１５との間に防錆膜１７を介在させた状態であっても、十分に導通を確保することができる。
このように、本実施形態のリベット３０及び座金４０は、導電体であることによって、底板１５からフレーム８への電気的接続の経路となる。これにより、モジュール１Ｍに必要な接地が確保される。なお、このとき、底板１５の対地間抵抗は、０．１Ω以下に設定されている。
なお、底板１５の接地構造は、上記従来例のように、接地専用の導体線を用いてもよい。
＜窪み部＞
リベット３０の軸部３１は、フレーム８の横板部２０側から貫通孔２０ａ及び貫通孔１５ａに挿通され、横板部２０及び底板１５を貫通して座金４０に挿通されている。
側壁枠１６の底板１５側の端部には、筐体１１の内側（図５の右側）に窪む窪み部２５が形成されており、この窪み部２５に座金４０が配置されている。
図６は、図５中の窪み部２５を下方から見たときの斜視図である。
図５及び図６において、窪み部２５は、側壁枠１６に一体に形成されており、底板１５の貫通孔１５ａに対応して、筐体１１の４隅に設けられている。
窪み部２５は、底板１５の内面１５ｂにおける前記所定部（座金４０の配置箇所）が側壁枠１６の外側に配置されるように、側壁枠１６の内面１６ｂよりも筐体１１の内側に窪んで形成されている。
具体的には、側壁枠１６は、側壁本体部１６１と、側壁本体部１６１から筐体１１の内側に延びる横壁部１６２と、横壁部１６２の内側端部から底板１５側に延びる縦壁部１６３とが一体に形成されて構成されており、横壁部１６２と縦壁部１６３と底板１５とによって、窪み部２５が区画形成されている。本実施形態では、横壁部１６２は半円板状に形成されており、縦壁部１６３は半円筒状に形成されている。
窪み部２５は、フレーム８の縦板部２１側に開口しており、モジュール１Ｍをフレーム８に固定するときに、前記開口から座金４０を窪み部２５に差し込むことができるようになっている。
窪み部２５は、座金４０が収容される第１収容部２５ａと、リベット３０の軸部３１の座金４０よりも突出する部分（図５では拡径部３３）が収容される第２収容部２５ｂとを有している。
第１収容部２５ａは、縦壁部１６３の下面１６３ａにおいて、例えばＵ字形状に形成された段差面１６３ｂと底板１５の内面１５ｂとの間に形成されている。段差面１６３ｂは、第１収容部２５ａに収容された座金４０の上面が当接することで、軸部３１を座金４０の下側から挿通するときに、座金４０が上側に移動するのを規制している。
段差面１６３ｂの開口側（縦板部２１側）には、底板１５側に突出する一対の規制部２６が一体に形成されている。規制部２６の突出端面は、第１収容部２５ａの開口から奥側へ向かうに従って突出高さが漸次高くなるテーパ面２６ａとされている。また、規制部２６の奥側の側面は、段差面１６３ｂに対して垂直に形成された規制面２６ｂとされている。
これにより、座金４０は、第１収容部２５ａの開口から規制部２６のテーパ面２６ａに沿って奥側に押し込まれると、規制部２６を乗り越えて第１収容部２５ａ内に収容される。そして、第１収容部２５ａ内に収容された座金４０は、規制部２６の規制面２６ｂに当接することで、第１収容部２５ａの開口から外側に脱落するのを規制することができる。
なお、規制部２６は、段差面１６３ｂに対向する底板１５の内面１５ｂに設けられていてもよい。
第１収容部２５ａの奥行方向（図５の左右方向）の寸法は、規制部２６よりも奥側に収容された座金４０を奥行方向に位置調整できる程度の大きさに設定されている。これにより、リベット３０の軸部３１を座金４０に挿通するときに、座金４０を第１収容部２５ａの奥行方向に位置調整することで、軸部３１を座金４０に確実に挿通することができる。
第２収容部２５ｂは、第１収容部２５ａよりも横壁部１６２側に形成されており、軸部３１を座金４０に挿通して拡径変形させる際に、その挿通及び拡径変形を阻害しない程度の大きさに形成されている（図７〜図９参照）。
なお、本実施形態では、座金４０、及び軸部３１の座金４０よりも突出する部分を収容する窪み部２５を側壁枠１６に形成しているが、窪み部２５を形成せずに、底板１５の外縁を側壁枠１６よりも外側に延長させ、その延長部分に座金４０等を配置してもよい。この場合には、座金４０を横板部２０の下面２０ｃに配置するとともに、リベット３０の頭部３２を底板１５の内面１５ｃに配置して底板１５を横板部２０に締結してもよい。
＜シール層＞
図５及び図６において、側壁枠１６の縦壁部１６３は、側壁枠１６の窪み部２５以外の箇所と底板１５とを接着固定しているシーリング剤によって、底板１５の内面１５ｂに接着固定されている。
図６においてクロスハッチングで示す領域Ｒ１及び領域Ｒ２は、底板１５と窪み部２５を含む側壁枠１６との間においてシーリング剤が塗布されている領域を示している。
領域Ｒ１は、側壁枠１６の端面と底板１５の内面１５ｂとが接触している領域において、シーリング剤が塗布されている領域である。この領域Ｒ１にシーリング剤が塗布されることにより、底板１５と側壁枠１６とは接着固定されている。
領域Ｒ２は、窪み部２５を形成する縦壁部１６３の下面１６３ａと底板１５の内面１５ｂとの間においてシーリング剤が塗布されている領域である。具体的には、領域Ｒ２は、図５に示すように、縦壁部１６３の下面１６３ａにおいて段差面１６３ｂよりも筐体１１の内側に形成された凹部１６３ｃと、底板１５の内面１５ｂとによって区画形成された領域である。
領域Ｒ２は、その両端が領域Ｒ１に繋がっており、縦壁部１６３の凹部１６３ｃに沿ってリベット３０の軸部３１が差し込まれている窪み部２５を囲んでいる。このようにして、縦壁部１６３の下面１６３ａには、窪み部２５を筐体１１内部に対して隔離するように、シーリング剤が塗布されている。
図５に示すように、縦壁部１６３と底板１５との間においてシーリング剤が塗布されている部分には、塗布されたシーリング剤によって形成されたシール層２９が形成されている。シール層２９は、縦壁部１６３と底板１５とを接着固定するとともに、縦壁部１６３と底板１５との間を塞ぎ、筐体１１の内部を外部に対して密封する。
これによって、側壁枠１６の外側に形成された窪み部２５から、水分や塵埃が筐体１１の内部に浸入するのを防止することができる。
なお、図５では、縦壁部１６３と底板１５との間においてシーリング剤が塗布されている部分を示したが、シーリング剤が塗布され接着固定されている底板１５と、窪み部２５が形成されていない側壁枠１６との間においても、同様にシーリング剤によって形成されたシール層が形成されている。
このシール層は、底板１５と側壁枠１６との接合部を密封し、この接合部から筐体１１の内部に水分や塵埃が浸入するのを防いでいる。
＜モジュールの取り付け手順＞
上記構成のモジュール１Ｍを一対のフレーム８に固定する場合、以下のような手順で行われる。
まず、一対のフレーム８の間にモジュール１Ｍを配置し、モジュール１Ｍの底板１５の４隅に形成された貫通孔１５ａと、フレーム８の横板部２０に形成された貫通孔２０ａとを一致させる。
次いで、座金４０を、筐体１１の側壁枠１６の外側から窪み部２５に差し込む。このとき、座金４０を、第１収容部２５ａの開口から規制部２６のテーパ面２６ａに沿って奥側に押し込むことで、座金４０は規制部２６を乗り越えて第１収容部２５ａ内に収容される。これにより、座金４０は、第１収容部２５ａ内において底板１５の内面１５ｂに沿って奥行方向に移動可能に配置されるとともに、規制部２６の規制面２６ｂによって第１収容部２５ａの開口から外側への脱落が規制される。
なお、座金３０は、一対のフレーム８の間にモジュール１Ｍを配置する前に、予め窪み部２５に差し込んでいてもよい。
次いで、図７に示すように、リベット３０の軸部３１に丸棒状のマンドレル３４を差し込み、マンドレル３４の上端部に形成されたヘッド部３４ａを軸部３１の先端面に当接させた状態で、軸部３１を、フレーム８の横板部２０側から貫通孔２０ａ、貫通孔１５ａ、及び筐体１１の窪み部２５に収容されている座金４０に挿通させる。その際、ヘッド部３４ａの外径寸法は、軸部３１の外径寸法と同じ値に設定されているので、ヘッド部３４ａも軸部３１と共に両貫通孔２０ａ，１５ａ、及び座金４０に挿通される。これにより、軸部３１の座金４０よりも上方に突出した先端部、及びヘッド部３４ａは、窪み部２５内に配置される。
なお、軸部３１及びヘッド部３４ａを座金４０に挿通するとき、座金４０は段差面１６３ｂに当接することで上側への移動が規制される。また、座金４０を窪み部２５の奥行方向に移動させて位置調整することができる。これにより、軸部３１及びヘッド部３４ａを座金４０に容易に差し込むことができる。
次いで、リベット３０の頭部３２よりも下方に突出しているマンドレル３４の下端部を、リベットガン等の汎用の工具（図示省略）を用いて下方に引っ張る。そうすると、図８に示すように、マンドレル３４のヘッド部３４ａが軸部３１の先端部を下側に引き込むことで、当該軸部３１の先端部は、拡径変形しながら座金４０の上面に押し付けられる。
そして、上記工具により、さらにマンドレル３４の下端部を下方に引っ張ると、図９に示すように、軸部３１の先端部がさらに拡径変形することで拡径部３３が形成され、この拡径部３３が座金４０にかしめ固定される。そして、この状態で、さらにマンドレル３４の下端部を下方に引っ張ると、マンドレル３４のヘッド部３４ａの直下に形成されたくびれ部３４ｂが切断されることで、マンドレル３４のくびれ部３４ｂよりも下側の部分が、リベット３０の下方に引き抜かれる。
これにより、図５に示すように、リベット３０の頭部３２と座金４０との間で、フレーム８の横板部２０と筐体１１の底板１５とが締め付けられ、底板１５がフレーム８に固定されるとともに、底板１５とフレーム８とがリベット３０及び座金４０を介して電気的に接続される。
上述のようにリベット３０及び座金４０による底板１５とフレーム８との締結を、モジュール１Ｍ一つにつき４箇所行うことで、一対のフレーム８に対するモジュール１Ｍの固定が終了する。
＜作用効果について＞
以上、本実施形態によるモジュール１Ｍの取付構造は、フレーム８の横板部２０及び筐体１１の底板１５を貫通して座金４０に挿通されたリベット３０の軸部３１を、汎用の工具を用いて拡径変形させることで、リベット３０の頭部３２と座金４０との間で横板部２０及び底板１５を挟持して締結することができ、これによってモジュール１Ｍをフレーム８に固定することができる。このため、上記従来例のように、モジュールを固定するボルトの締め付けトルクを管理する必要がなく、モジュール１Ｍの太陽光発電装置１００への取り付け作業を容易に行うことができる。
また、リベット３０及び座金４０を用いて、モジュール１Ｍをフレーム８の横板部２０に固定すれば、同時に、リベット３０及び座金４０が底板１５からフレーム８への電気的接続の経路となって、底板１５の接地も確保することができる。このため、上記従来例のように、モジュール１Ｍを固定した後に接地のための導体線を接続する作業を行う必要がなく、モジュール１Ｍの太陽光発電装置１００への取り付け作業をさらに容易に行うことができる。
また、底板１５および横板部２０の各貫通孔１５ａ，２０ａは、リベット３０の軸部３１を遊びをもって挿通する孔径に形成されていているため、これらの貫通孔１５ａ，２０ａを貫通した軸部３１が、底板１５の内面１５ｂ側において座金４０に挿通する位置がずれる場合がある。しかし、このような場合であっても、座金４０を底板１５の内面１５ｂにおいて位置調整することで、軸部３１を座金４０に確実に挿通することができる。
また、座金４０は、底板１５の内面１５ｂの所定部に配置され、側壁枠１６の底板１５側の端部には、前記所定部が側壁枠１６の外側に配置されるように、筐体１１の内側に窪む窪み部２５が形成されている。このため、リベット３０の軸部３１を拡径変形させるときに、その軸部３１に座金４０を挿通し忘れた場合であっても、側壁枠１６の外側から窪み部２５に座金４０を差し込むことで、軸部３１に座金４０を容易に挿通することができる。また、フレーム８からリベット３０を取り外す場合には、例えば電動ドリルを用いてリベット３０の頭部３２を削ることで軸部３１と頭部３２とが離れるので、リベット３０の拡径部３３を窪み部２５から容易に取り外すことができる。そして、新しいリベット３０を用いることで、再度、底板１５をフレーム８に固定することができる。
また、側壁枠１６の縦壁部１６３と底板１５との間にはシール層２９が形成されているので、側壁枠１６の外側に形成された窪み部２５から、筐体１１内部に水分や塵埃等の異物が侵入するのを抑制することができる。
なお、上記のような太陽光発電モジュール１Ｍを複数個並べて、太陽光発電パネル１を構成すれば、太陽光発電パネル１は所望の発電電力を得ることができる。
また、このような太陽光発電パネル１と、当該太陽光発電パネル１が太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置５とを備えた太陽光発電装置１００は、昼間は常に、その時点で最も発電効率の高い状態を維持することができる。
＜その他＞
なお、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、上記した意味ではなく、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、及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。
例えば、上記実施形態における太陽光発電モジュール１Ｍ、太陽光発電パネル１、及び太陽光発電装置１００は、集光型のものを例示しているが、例えばシリコン系の太陽電池のように、太陽光を直接照射して発電する非集光型のものを採用してもよい。
１ 太陽光発電パネル
１Ｍ 太陽光発電モジュール
１Ｕ ユニット
２ 架台
３ 基礎
４ 支持部
６ 軸
７ 梁
８ フレーム
１１ 筐体
１１ｂ 鍔部
１２ フレキシブルプリント配線板
１２ｃ 発電素子
１３ 集光部
１３ｆ フレネルレンズ
１５ 底板
１５ａ 貫通孔
１５ｂ 内面
１５ｃ 外面
１６ 側壁枠
１６ａ 外面
１６ｂ 内面
１７ 防錆膜
２０ 横板部（支持板）
２０ａ 貫通孔
２０ｂ 支持面
２０ｃ 下面
２１ 縦板部
２５ 窪み部
２５ａ 第１収容部
２５ｂ 第２収容部
２６ 規制部
２６ａ テーパ面
２６ｂ 規制面
２９ シール層
３０ リベット
３１ 軸部
３２ 頭部
３３ 拡径部
３４ マンドレル
３４ａ ヘッド部
３４ｂ くびれ部
４０ 座金
１００ 太陽光発電装置
１６１ 側壁本体部
１６２ 横壁部
１６３ 縦壁部
１６３ａ 下面
１６３ｂ 段差面
１６３ｃ 凹部
Ａｘ 光軸
Ｒ１ 領域
Ｒ２ 領域

Claims (8)

  1. 複数の発電素子と、
    前記複数の発電素子が配列される、金属製の底板、及び前記底板の外縁に沿って立設された樹脂製の側壁枠を有する筐体と、を備えた太陽光発電モジュールの取付構造であって、
    前記底板の外面に当接して前記太陽光発電モジュールを支持する支持面を有する支持板と、
    前記底板の内面、及び前記支持板の支持面と反対側の面のうちの一方の面に配置される座金と、
    前記支持板と前記底板とを貫通して前記座金に挿通される軸部、及び前記軸部の一端部に形成された頭部を有し、前記軸部の他端部を拡径変形させることで、前記座金と前記頭部との間で前記支持板及び前記底板を挟持して締結するリベットと、を備える太陽光発電モジュールの取付構造。
  2. 前記支持板は、接地された導電体であり、
    前記リベット及び前記座金は、前記底板から前記支持板への電気的接続の経路となる導電体である、請求項１に記載の太陽光発電モジュールの取付構造。
  3. 前記座金は、前記一方の面において位置調整可能に配置される、請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電モジュールの取付構造。
  4. 前記座金は、前記底板の内面の所定部に配置され、
    前記側壁枠の前記底板側の端部は、前記所定部が前記側壁枠の外側に配置されるように、前記筐体の内側に窪む窪み部を形成している、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュールの取付構造。
  5. 前記側壁枠の前記底板側の端部と前記底板との間には、前記筐体の内部を密封するためのシール層が形成されている、請求項４に記載の太陽光発電モジュールの取付構造。
  6. 請求項１に記載の取付構造を用いた太陽光発電モジュール。
  7. 請求項６に記載の太陽光発電モジュールを複数個並べて成る太陽光発電パネル。
  8. 請求項７に記載の太陽光発電パネルと、当該太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置と、を備える太陽光発電装置。
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