JP6807551B2

JP6807551B2 - 架台、太陽電池モジュール、太陽電池システム

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Publication number: JP6807551B2
Application number: JP2018504472A
Authority: JP
Inventors: 宜英川下
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2037-03-06
Also published as: WO2017154826A1; JPWO2017154826A1

Description

本発明は、架台、太陽電池モジュール、太陽電池システム、特に太陽電池パネルが含まれる架台、太陽電池モジュール、太陽電池システムに関する。

太陽電池モジュールの各辺には、枠体が配置されるとともに、枠体が屋根の野地板等に設置される。このような太陽電池モジュールの表面に積雪した場合、太陽電池モジュールの表面側から裏面に向かって積雪荷重が作用し、太陽電池モジュールが破損する場合がある。そのために、例えば、太陽電池モジュールの裏面側中央部が、太陽電池モジュールと屋根上の間に設けられた圧縮変形可能な弾性部材で支持される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０５９４０号公報

弾性体は、一般的に時間の経過とともに弾性が劣化する。さらに、太陽電池モジュールが設置される場所は、直射日光の影響で高温になりやすいので、弾性体の弾性がさらに劣化しやすい。劣化した弾性体を定期的に交換する場合、太陽電池パネルの撓みによる損傷を簡易に防止するとはいえない。そのため、太陽電池パネルの撓みによる損傷を簡易に防止することが求められる。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽電池パネルの撓みによる損傷を簡易に防止する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の架台は、互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、透光性基板とバックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールを設置するための架台であって、太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部と、複数の固定部の間で、かつ太陽電池パネルのバックシートに対向した位置に配置される接触用部材とを備える。太陽電池パネルのバックシートから透光性基板への方向において、接触用部材の厚みは、複数の固定部の少なくとも一方から太陽電池パネルのバックシートまでの距離よりも小さく、接触用部材の全体は、太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分であって、かつ太陽電池パネルのバックシートの部分に接触可能な位置に配置され、接触用部材の一部は、太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分であって、かつ太陽電池パネルのバックシートの部分に接触可能な位置に配置される。

本発明の別の態様は、太陽電池モジュールである。この太陽電池モジュールは、互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、透光性基板とバックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの周縁部に配置されるフレームと、太陽電池パネルのバックシートに取りつけられる接触用部材とを備える。太陽電池パネルのバックシートから透光性基板への方向において、接触用部材の厚みは、フレームの下端から太陽電池パネルのバックシートまでの距離よりも小さく、接触用部材の全体は、太陽電池パネルのバックシートのうち、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分に取りつけられ、接触用部材の一部は、太陽電池パネルのバックシートのうち、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分に取りつけられる。

本発明のさらに別の態様は、太陽電池システムである。この太陽電池システムは、互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、透光性基板とバックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部を含む架台とを備える。架台は、複数の固定部の間で、かつ太陽電池パネルのバックシートに対向した位置に配置される接触用部材とを備える。太陽電池パネルのバックシートから透光性基板への方向において、接触用部材の厚みは、複数の固定部の少なくとも一方から太陽電池パネルのバックシートまでの距離よりも小さく、接触用部材の全体は、太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分であって、かつ太陽電池パネルのバックシートの部分に接触可能な位置に配置され、接触用部材の一部は、太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分であって、かつ太陽電池パネルのバックシートの部分に接触可能な位置に配置される。

本発明のさらに別の態様もまた、太陽電池システムである。この太陽電池システムは、互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、透光性基板とバックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部を含む架台とを備える。太陽電池モジュールは、太陽電池パネルのバックシートに取りつけられる接触用部材をさらに備える。太陽電池パネルのバックシートから透光性基板への方向において、接触用部材の厚みは、フレームの下端から太陽電池パネルのバックシートまでの距離よりも小さく、接触用部材の全体は、太陽電池パネルのバックシートのうち、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分に取りつけられ、接触用部材の一部は、太陽電池パネルのバックシートのうち、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分に取りつけられる。

本発明によれば、太陽電池パネルの撓みによる損傷を簡易に防止できる。

本発明の実施例１に係る太陽電池システムの構成を示す斜視図である。図２（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池システムの構成を示す断面図である。図１の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。本発明の実施例２に係る太陽電池システムの構成を示す斜視図である。図５（ａ）−（ｂ）は、図４の太陽電池システムの構成を示す断面図である。図４の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。図４の太陽電池モジュールの別の構成を示す平面図である。図８（ａ）−（ｂ）は、図４の太陽電池モジュールのさらに別の構成を示す断面図である。図８の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。図４の太陽電池モジュールのさらに別の構成を示す平面図である。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、太陽電池モジュールを設置するための架台に関する。太陽電池モジュールを屋根に設置する場合、屋根の棟から軒に向かって延びる複数の架台が並んで屋根上に配置され、架台上に太陽電池モジュールが設置される。太陽電池モジュールにおける太陽電池パネルの周縁部にはフレームが配置されており、フレームが架台に固定される。太陽電池パネルが屋根の方向に撓んだ場合、太陽電池パネルが架台に接触することによって、太陽電池パネルが損傷するおそれがある。太陽電池パネルの撓みによる損傷を簡易に防止するために、本実施例に係る架台は次のように構成される。

太陽電池パネルには、接触に対する耐性が相対的に高い部分と低い部分とが含まれる。接触に対する耐性が相対的に低い部分の一例は、太陽電池パネルにおいて複数の太陽電池セルの間を接続するためのセル間配線材である。一方、太陽電池パネルにおいてセル間配線材以外の部分は、接触に対する耐性が相対的に高い。そこで、太陽電池パネルが撓んだ場合に、接触に対する耐性が相対的に高い部分に接触しうる架台中の位置に、接触用部材が配置される。このような構成により、太陽電池パネルが撓んでいない場合、太陽電池パネルと接触用部材は接触していないが、太陽電池パネルが撓んだ場合、太陽電池パネルと接触用部材が接触する。その際、接触に対する耐性が相対的に高い部分が接触用部材に接触するので、太陽電池パネルの撓みによる損傷が簡易に防止される。また、このような構成であるため、接触用部材は金属により作成可能であるので、接触用部材の経年劣化の影響が低減される。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、本発明の実施例１に係る太陽電池システム５００の構成を示す斜視図である。太陽電池システム５００において、第１架台２００ａ、第２架台２００ｂと総称される架台２００が屋根３００に配置され、架台２００には、太陽電池モジュール１００が設置される。太陽電池モジュール１００は、短フレーム２０と総称される第１短フレーム２０ａ、第２短フレーム２０ｂ、長フレーム２２と総称される第１長フレーム２２ａ、第２長フレーム２２ｂ、太陽電池パネル３０を含む。また、第１架台２００ａは第１接触用部材２１０ａを含み、第２架台２００ｂは第２接触用部材２１０ｂを含む。ここで、第１接触用部材２１０ａ、第２接触用部材２１０ｂは、接触用部材２１０と総称される。

図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。さらに、ｘ−ｙ平面は屋根３００に沿っているので、ｙ軸の負方向側が「軒側」に相当し、ｙ軸の正方向側が「棟側」に相当する。

複数の架台２００は、ｙ軸方向に延びる四角柱形状を有し、ｘ軸方向に並べられながら屋根３００に固定される。各架台２００を屋根３００に固定するためには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。架台２００は、例えば、金属により形成される。架台２００には、太陽電池モジュール１００が設置される。太陽電池モジュール１００を設置するための構成は後述する。また、架台２００には、接触用部材２１０が備えられるが、接触用部材２１０の構成も後述する。

太陽電池パネル３０は、ｚ軸方向に互いに反対を向いた受光面と裏面を含みながら、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に長い矩形状を有する。ここで、受光面が上面とよばれ、裏面が下面とよばれることもある。太陽電池パネル３０のｘ軸方向の両端には、ｙ軸方向に延びる短フレーム２０が配置され、太陽電池パネル３０のｙ軸方向の両端には、ｘ軸方向に延びる長フレーム２２が配置される。短フレーム２０の配置と長フレーム２２の配置は逆でもよい。隣接した短フレーム２０と長フレーム２２は互いに連結されることによって、２つの短フレーム２０と２つの長フレーム２２は、太陽電池パネル３０の周縁部３２を囲むような枠形状に配置される。ここで、長フレーム２２は、太陽電池パネル３０の形状に合わせて短フレーム２０よりも長い。短フレーム２０と長フレーム２２は、押出成形によって形成されるので、延びる方向を横切る方向において同一形状の断面を有する。また、短フレーム２０と長フレーム２２は、太陽電池パネル３０を保護するために、例えば、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金で構成される。

なお、太陽電池パネル３０の裏面には、図示しない端子ボックスが取りつけられる。また、２本のケーブルのそれぞれの一端側は、端子ボックスに接続され、２本のケーブルのそれぞれの他端側には、コネクタが接続される。端子ボックス、ケーブル、コネクタは、太陽電池パネル３０に電気的に接続され、太陽電池パネルから電力を取り出す。太陽電池パネル３０に短フレーム２０、長フレーム２２、端子ボックス、ケーブル、コネクタを取りつけたものが、太陽電池モジュール１００であるが、以下では、端子ボックス、ケーブル、コネクタの説明を省略する。

ここでは、太陽電池モジュール１００、架台２００の構成をさらに詳細に説明するために、図２（ａ）−（ｂ）も使用する。図２（ａ）−（ｂ）は、太陽電池システム５００の構成を示すｙ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。図２（ａ）において、太陽電池パネル３０は、ｚ軸方向よりもｙ軸方向に長い形状を有し、ｚ軸の正方向側に受光面を向け、ｚ軸の負方向側に裏面を向けて配置される。また、太陽電池パネル３０のｙ軸の正方向側端と、ｙ軸の負方向側端のそれぞれが、太陽電池パネル３０のｘ−ｙ平面における周縁部３２の一部に相当する。

第１長フレーム２２ａと第２長フレーム２２ｂとは、太陽電池モジュール１００において対向したフレームであり、左右対称ではあるが同様に構成される。第１長フレーム２２ａは太陽電池パネル３０のｙ軸の正方向側に配置されており、第１長フレーム２２ａには、太陽電池パネル３０のｙ軸の正方向側の周縁部３２が嵌め込まれる。また、第２長フレーム２２ｂは太陽電池パネル３０のｙ軸の負方向側に配置されており、第２長フレーム２２ｂには、太陽電池パネル３０のｙ軸の負方向側の周縁部３２が嵌め込まれる。なお、太陽電池パネル３０は、ブチル系の封止材またはシリコーン系の接着剤などによって長フレーム２２に固定される。

第１長フレーム２２ａと第２長フレーム２２ｂは、太陽電池パネル３０を嵌め込んだ部分からｚ軸の負方向に向かって、略矩形状の断面に形成される。また、第１長フレーム２２ａは、ｚ軸の負方向側端、つまり下端において、ｙ軸の正方向に突出したフランジ４０を有する。一方、第２長フレーム２２ｂは、ｚ軸の負方向側端において、ｙ軸の負方向に突出したフランジ４０を有する。このように、フランジ４０は、長フレーム２２の下端から、太陽電池パネル３０とは反対向きに突出する。

図２（ａ）において第１架台２００ａは、ｙ軸方向に伸びる。第１架台２００ａのｚ軸の正方向側の面には、第１長フレーム２２ａと第２長フレーム２２ｂが配置される。また、第１架台２００ａは、第１長フレーム２２ａのフランジ４０よりもｙ軸の正方向側に第１棟側固定部２０４ａを備える。第１棟側固定部２０４ａは、第１長フレーム２２ａを固定するための穴部であり、フランジナット４４を結合可能に形成される。第１長フレーム２２ａのフランジ４０が、押え具４２およびフランジナット４４によって、ｚ軸の正方向側から負方向側に押さえつけられることによって、第１長フレーム２２ａは第１架台２００ａに固定される。また、第１架台２００ａは、第２長フレーム２２ｂのフランジ４０よりもｙ軸の負方向側に第１軒側固定部２０２ａを備える。第１軒側固定部２０２ａも、第１棟側固定部２０４ａと同様に、フランジナット４４を結合可能に形成されており、第２長フレーム２２ｂを第１架台２００ａに固定する。

なお、第１長フレーム２２ａのｙ軸の正方向側には、第３長フレーム２２ｃが配置される。第３長フレーム２２ｃは、これまで説明した太陽電池モジュール１００のｙ軸の正方向側に配置される別の太陽電池モジュール１００におけるフレームである。前述の押え具４２、フランジナット４４は、第１長フレーム２２ａのフランジ４０とともに、第３長フレーム２２ｃのフランジ４０も押さえつける。第２長フレーム２２ｂのｙ軸の負方向側に配置される第４長フレーム２２ｄも同様である。

図１に示すように、第１架台２００ａに第１軒側固定部２０２ａが備えられ、第２架台２００ｂに第２軒側固定部２０２ｂが備えられる。第１軒側固定部２０２ａ、第２軒側固定部２０２ｂは軒側固定部２０２と総称される。図１には第１棟側固定部２０４ａ、第２棟側固定部２０４ｂが示されていないが、第１架台２００ａに第１棟側固定部２０４ａが備えられ、第２架台２００ｂに第２棟側固定部２０４ｂが備えられる。第１棟側固定部２０４ａ、第２棟側固定部２０４ｂは、棟側固定部２０４と総称される。さらに、軒側固定部２０２、棟側固定部２０４は、同様の構成を有しており、単に「固定部」と総称されてもよい。ここで、軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の構成は、図２（ａ）に示されるような押え具４２、フランジナット４４によってフランジ４０を押さえつけるような構成に限定されず、公知の技術が使用されてもよい。

図２（ａ）に示すように、第１軒側固定部２０２ａと第１棟側固定部２０４ａとの間において、第１架台２００ａのｚ軸の正方向側の面から、太陽電池パネル３０に向かうように第１接触用部材２１０ａが配置される。第１接触用部材２１０ａは、例えば金属により形成される。また、第１接触用部材２１０ａのｚ軸方向の厚みは、「Ａ」と示される。一方、軒側固定部２０２あるいは棟側固定部２０４から太陽電池パネル３０の裏面までのｚ軸方向の距離は、「Ｂ」と示される。ここでは、図示のごとく、「Ａ」＜「Ｂ」となっている。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のように示した太陽電池モジュール１００において、太陽電池パネル３０のｙ軸方向の中央部分が、ｚ軸の負方向側に移動するように、太陽電池パネル３０が撓んだ場合の構成を示す断面図である。このような場合、太陽電池パネル３０の一部が、第１接触用部材２１０ａに接触する。一方、太陽電池パネル３０の一部以外の部分は、第１接触用部材２１０ａに接触しない。このような太陽電池パネル３０の一部について、図３を使用してさらに説明する。

図３は、太陽電池モジュール１００の構成を示す平面図であり、これは太陽電池モジュール１００を受光面側から見た場合の構成を示す。太陽電池モジュール１００は、前述のごとく、短フレーム２０、長フレーム２２、太陽電池パネル３０を含む。また、太陽電池パネル３０は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第４６太陽電池セル１０ｄｆ、セル間配線材１４、群間配線材１６、群端配線材１８を含む。さらに、太陽電池モジュール１００のｚ軸の負方向側には、架台２００が配置される。

複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。特に、太陽電池セル１０は、受光面において吸収した光から起電力を発生するとともに、裏面において吸収した光からも光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。また、太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面において、四角形の形状を有するが、その他の形状、例えば、八角形の形状を有してもよい。ここでは省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにｘ軸方向に延びる複数のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。

複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリックス状に配列される。ここでは、ｘ軸方向に６つの太陽電池セル１０が並べられる。ｘ軸方向に並んで配置される６つの太陽電池セル１０は、セル間配線材１４によって直列に接続され、１つの太陽電池群１２が形成される。太陽電池群１２は、ストリングともいえる。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、・・・、第１６太陽電池セル１０ａｆが接続されることによって、第１太陽電池群１２ａが形成される。また、第２太陽電池群１２ｂから第４太陽電池群１２ｄも同様に形成される。その結果、４つの太陽電池群１２がｙ軸方向に平行に並べられる。このように、ｘ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数は、ｙ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数よりも多い。なお、太陽電池群１２に含まれる太陽電池セル１０の数は「６」に限定されず、太陽電池群１２の数は「４」に限定されない。

太陽電池群１２を形成するために、セル間配線材１４は、隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを接続する。例えば、隣接した第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための３つのセル間配線材１４は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側のバスバー電極と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面側のバスバー電極とを電気的に接続する。セル間配線材１４とバスバー電極の接続には樹脂が使用される。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。後者の場合はセル間配線材１４とバスバー電極とが直接接触し、その周囲に設けられた樹脂によってセル間配線材１４とバスバー電極とが機械的に接続されることで電気的に接続される。また、樹脂ではなく半田でもよい。

群間配線材１６は、ｙ軸方向に延びて、互いに隣接する２つの太陽電池群１２を電気的に接続する。例えば、第１太陽電池群１２ａのｘ軸の正方向側端に位置する第１６太陽電池セル１０ａｆと、第２太陽電池群１２ｂのｘ軸の正方向側端に位置する第２６太陽電池セル１０ｂｆは、群間配線材１６によって電気的に接続される。さらに、第２太陽電池群１２ｂと第３太陽電池群１２ｃは、ｘ軸の負方向側において群間配線材１６によって電気的に接続されるとともに、第３太陽電池群１２ｃと第４太陽電池群１２ｄは、ｘ軸の正方向側において群間配線材１６によって電気的に接続される。その結果、複数の太陽電池群１２は、群間配線材１６によって直列に接続される。

第１太陽電池群１２ａのｘ軸の負方向側端における第１１太陽電池セル１０ａａには、群間配線材１６が接続されておらず、その代わりに群端配線材１８が接続される。群端配線材１８には、図示しない取出し配線材が接続される。取出し配線材は、複数の太陽電池セル１０において発電した電力を太陽電池モジュール１００外に取り出すための配線材である。なお、群端配線材１８は、第４太陽電池群１２ｄのｘ軸の負方向側端における第４１太陽電池セル１０ｄａにも接続される。

このような構成の太陽電池パネル３０に対して、第１接触用部材２１０ａは、第２１太陽電池セル１０ｂａ、第２２太陽電池セル１０ｂｂ、第３１太陽電池セル１０ｃａ、第３２太陽電池セル１０ｃｂによって囲まれた部分に対応した位置に配置される。この部分は、太陽電池パネル３０が本架台２００の方向、つまりｚ軸の負方向に撓んだ場合に、第１接触用部材２１０ａに接触する部分である。また、この部分は、太陽電池パネル３０においてセル間配線材１４を避けた部分であるといえる。さらに、この部分は、太陽電池パネル３０において群間配線材１６を避けた部分であるともいえる。一般的に、セル間配線材１４および群間配線材１６は、接触により損傷しやすいので、これらを避けた部分は、接触に対する耐性が相対的に高い部分である。つまり、第１接触用部材２１０ａは、太陽電池パネル３０が撓んだ場合に、太陽電池パネル３０の裏面のうち、接触に対する耐性が相対的に高い部分に接触可能な位置に配置される。

以下では、図３のように示された太陽電池パネル３０のｚ軸方向の構成、つまり厚さ方向の構成を説明する。太陽電池パネル３０の受光面側には透光性基板が配置され、裏面側には裏面保護部材であるバックシートが配置される。また、透光性基板とバックシートとの間には、封止部材が配置されており、封止部材によって複数の太陽電池セル１０が封止されている。例えば、透光性基板には、ガラス基板、透光性プラスチック等が使用され、バックシートには、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムが使用される。また、封止部材には、ポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。

本発明の実施例によれば、太陽電池モジュール１００を設置するための架台２００に接触用部材２１０を配置させるので、太陽電池パネル３０が架台２００の方に撓んでも、太陽電池パネル３０と接触用部材２１０とを接触させることができる。また、太陽電池パネル３０と接触用部材２１０とが接触されるので、太陽電池パネル３０において接触用部材２１０に接触する部分以外の部分の接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０の裏面から受光面への方向において、接触用部材２１０の厚みは、軒側固定部２０２と棟側固定部２０４の少なくとも一方から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さいので、通常時の接触を防止できる。

また、通常の接触が防止されるので、接触用部材２１０に金属を使用できる。また、接触用部材２１０に金属が使用されるので、接触用部材２１０の劣化を抑制できる。また、接触用部材２１０の劣化が抑制されるので、接触用部材２１０の定期的な交換を不要にできる。また、接触用部材２１０は架台２００に配置されるので、太陽電池モジュール１００の構成の変更を不要にできる。また、接触用部材２１０を架台２００に配置するだけなので、太陽電池パネル３０の撓みによる損傷を簡易に防止できる。

また、太陽電池パネル３０が架台２００の方向に撓んだ場合に、太陽電池パネル３０の裏面において、接触に対する耐性が相対的に高い部分に接触可能な位置に接触用部材２１０が配置されるので、接触に対する耐性が相対的に低い部分の接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０において、セル間配線材１４を避けた部分に接触可能な位置に接触用部材２１０が配置されるので、セル間配線材１４での接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０において、群間配線材１６を避けた部分に接触可能な位置に接触用部材２１０が配置されるので、群間配線材１６での接触を防止できる。

本実施例の概要は、次の通りである。本発明のある態様の架台２００は、互いに反対を向いた上面と下面とを含む太陽電池パネル３０の周縁部３２に長フレーム２２が配置される太陽電池モジュール１００を設置するための架台２００であって、太陽電池モジュール１００において対向した長フレーム２２のそれぞれを固定する複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４と、複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の間に配置される接触用部材２１０とを備える。太陽電池パネル３０の下面から上面への方向において、接触用部材２１０の厚みは、複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の少なくとも一方から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さい。

接触用部材２１０は、太陽電池パネル３０が本架台２００の方向に撓んだ場合に、太陽電池パネル３０の下面のうち、接触に対する耐性が相対的に高い部分に接触可能な位置に配置されてもよい。

接触用部材２１０は、太陽電池パネル３０において、太陽電池セル１０間を接続するためのセル間配線材１４を避けた部分に接触可能な位置に配置されてもよい。

接触用部材２１０は、太陽電池パネル３０において、太陽電池セル１０のストリング間を接続するための群間配線材１６を避けた部分に接触可能な位置に配置されてもよい。

本発明の別の態様は、太陽電池システム５００である。この太陽電池システム５００は、互いに反対を向いた上面と下面とを含む太陽電池パネル３０の周縁部３２に長フレーム２２が配置される太陽電池モジュール１００と、太陽電池モジュール１００において対向した長フレーム２２のそれぞれを固定する複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４を含む架台２００とを備える。架台２００は、複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の間に配置される接触用部材２１０とを備える。太陽電池パネル３０の下面から上面への方向において、接触用部材２１０の厚みは、複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の少なくとも一方から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さい。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、架台に設置される太陽電池モジュールに関する。実施例１と同様に、太陽電池パネルが屋根の方向に撓んだ場合、太陽電池パネルが架台に接触することによって、太陽電池パネルが損傷するおそれがある。太陽電池パネルの損傷を防止するために、実施例１では、架台に接触用部材が配置される。一方、実施例２では、太陽電池パネル３０の裏面に接触用部材が取りつけられる。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図４は、本発明の実施例２に係る太陽電池システム５００の構成を示す斜視図である。これは図１と同様に示されるが、架台２００は接触用部材２１０を含まず、太陽電池パネル３０は接触用部材３４を含む。太陽電池パネル３０の裏面には、接触用部材３４が取りつけられる。接触用部材３４は、太陽電池パネル３０の下面において、ｘ軸方向がｙ軸方向よりも長い矩形状を有する。このような接触用部材３４の形状は、複数の架台２００が並べられる方向に長いともいえる。

ここでは、太陽電池モジュール１００、架台２００の構成をさらに詳細に説明するために、図５（ａ）−（ｂ）も使用する。図５（ａ）−（ｂ）は、太陽電池システム５００の構成を示すｙ軸に沿った断面図であり、図４のＢ−Ｂ’断面図である。図５（ａ）に示すように、太陽電池パネル３０の裏面側において、架台２００に向かうように接触用部材３４が配置される。接触用部材３４は、例えば金属により形成される。また、接触用部材３４のｚ軸方向の厚みは、「Ｃ」と示される。一方、軒側固定部２０２あるいは棟側固定部２０４から太陽電池パネル３０の裏面までのｚ軸方向の距離は、「Ｄ」と示される。これは、長フレーム２２の下端から太陽電池パネル３０の裏面までのｚ軸方向の距離に相当する。ここでは、図示のごとく、「Ｃ」＜「Ｄ」となっている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のように示した太陽電池モジュール１００において、太陽電池パネル３０のｙ軸方向の中央部分が、ｚ軸の負方向側に移動するように、太陽電池パネル３０が撓んだ場合の構成を示す断面図である。このような場合、太陽電池パネル３０における接触用部材３４が、第１架台２００ａに接触する。一方、太陽電池パネル３０における接触用部材３４以外の部分は、第１架台２００ａに接触しない。このような太陽電池パネル３０における接触用部材３４が配置される位置について、図６を使用してさらに説明する。

図６は、太陽電池モジュール１００の構成を示す平面図である。これは図３と同様に示されるが、架台２００は接触用部材２１０を含まず、太陽電池パネル３０は接触用部材３４を含む。接触用部材３４は、第２太陽電池群１２ｂと第３太陽電池群１２ｃとに挟まれた部分に取りつけられる。この部分は、太陽電池パネル３０が本架台２００の方向、つまりｚ軸の負方向に撓んだ場合に、第１架台２００ａに接触する部分である。また、この部分は、太陽電池パネル３０においてセル間配線材１４を避けた部分であるといえる。さらに、この部分は、太陽電池パネル３０において群間配線材１６を避けた部分であるともいえる。前述のごとく、セル間配線材１４および群間配線材１６は、接触により損傷しやすいので、これらを避けた部分は、接触に対する耐性が相対的に高い部分である。つまり、接触用部材３４は、太陽電池パネル３０が撓んだ場合に、太陽電池パネル３０の裏面のうち、接触に対する耐性が相対的に高い部分に取りつけられる。

以下では、太陽電池パネル３０の裏面における接触用部材３４のさまざまな配置を説明する。図７は、太陽電池モジュール１００の別の構成を示す平面図であり、図６と同様に示される。ここでは、これまでと異なり、セル間配線材１４よりも太陽電池セル１０自体が、接触により損傷しやすい場合を想定する。そのため、セル間配線材１４が配置された部分が、接触に対する耐性が相対的に高い部分である。これを反映して、第１接触用部材３４ａは、第２太陽電池群１２ｂにおけるｙ軸方向の中央部分において、セル間配線材１４と重なるように取りつけられる。また、第２接触用部材３４ｂは、第３太陽電池群１２ｃにおけるｙ軸方向の中央部分において、セル間配線材１４と重なるように取りつけられる。

図８（ａ）−（ｂ）は、太陽電池モジュール１００の構成を示す断面図である。図８（ａ）は、セル間配線材１４の長さを短くするための構成である。太陽電池パネル３０は、第２２太陽電池セル１０ｂｂ、第２３太陽電池セル１０ｂｃ、セル間配線材１４、第１保護部材５０、第１封止部材５２、第２封止部材５４、第２保護部材５６、バスバー電極５８を含む。第１封止部材５２、第２保護部材５６は、前述の透光性基板、バックシートにそれぞれ対応する。また、第１封止部材５２、第２封止部材５４は、前述の封止部材に対応する。太陽電池セル１０の裏面にはバスバー電極５８が配置される。なお、これまでの構成においても、バスバー電極５８の図示を省略していただけで、バスバー電極５８は配置されている。

太陽電池セル１０の受光面に配置されたセル間配線材１４は、隣接した太陽電池セル１０の裏面の方向に延び、隣接した太陽電池セル１０のバスバー電極５８に半田または導電性樹脂によって接続される。これまでの構成では、バスバー電極５８の全面に対してセル間配線材１４が接続されているが、ここでは、バスバー電極５８の一部の接着領域６０のみにセル間配線材１４が接続される。このようにセル間配線材１４とバスバー電極５８とを接着するための領域が小さくなるので、接触による耐性が低くなりうる。そのため、接着領域６０を考慮するように接触用部材３４が取りつけられる。

図８（ｂ）は、図８（ａ）と同様のセル間配線材１４が使用される別の構成を示す断面図である。ここでは、第２２太陽電池セル１０ｂｂの近傍のみが示される。第２２太陽電池セル１０ｂｂの裏面には、バスバー電極５８が配置されており、バスバー電極５８のｚ軸の負方向側には、配線材６２、セル間配線材１４が順に配置されている。ｚ軸の負方向側から接着領域６０のみにセル間配線材１４が接続される。ここで、バスバー電極５８と配線材６２の接続には、半田または導電性樹脂が使用され、配線材６２とセル間配線材１４の接続には、半田が使用される。なお、第２２太陽電池セル１０ｂｂの受光面にもバスバー電極５８が配置されるが、図８（ｂ）では省略している。

図９は、太陽電池モジュール１００のさらに別の構成を示す平面図であり、図６と同様に示される。なお、図８（ａ）は、図９のＣ−Ｃ’断面図に相当する。各太陽電池セル１０における接着領域６０は、斜線によって示される。各接触用部材３４は、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い矩形状を有しており、太陽電池パネル３０の裏面において、各太陽電池セル１０の中央部分を貫くように配置される。つまり、各接触用部材３４は、接着領域６０を避けた部分に取りつけられる。

図１０は、太陽電池モジュール１００のさらに別の構成を示す平面図であり、これは太陽電池モジュール１００を裏面側から見た場合の構成を示す。これまでとは異なって、ここでの太陽電池モジュール１００には、裏面電極型の太陽電池セル１０が含まれる。裏面電極型の太陽電池セル１０は公知の技術であるので、ここでは説明を省略する。また、各太陽電池セル１０は配線材７０によって接続される。各接触用部材３４は、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い矩形状を有しており、太陽電池パネル３０の裏面において、各太陽電池セル１０の中央部分を貫くように配置される。つまり、各接触用部材３４は、配線材７０を避けた部分に取りつけられる。

本発明の実施例によれば、太陽電池パネル３０の裏面に接触用部材３４を取りつけるので、太陽電池パネル３０が架台２００の方に撓んでも、接触用部材３４と架台２００とを接触させることができる。また、接触用部材３４と架台２００とが接触されるので、太陽電池パネル３０において接触用部材３４以外の部分の接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０の裏面から受光面への方向において、接触用部材３４の厚みは、軒側固定部２０２と棟側固定部２０４の少なくとも一方から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さいので、通常時の接触を防止できる。

また、通常の接触が防止されるので、接触用部材３４に金属を使用できる。また、接触用部材３４に金属が使用されるので、接触用部材３４の劣化を抑制できる。また、接触用部材３４の劣化が抑制されるので、接触用部材３４の定期的な交換を不要にできる。また、太陽電池パネル３０を接触用部材３４に取りつけるだけなので、太陽電池パネル３０の撓みによる損傷を簡易に防止できる。

また、太陽電池パネル３０が架台２００の方向に撓んだ場合に、太陽電池パネル３０の裏面において、接触に対する耐性が相対的に高い部分に接触用部材３４が取りつけられるので、接触に対する耐性が相対的に低い部分の接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０において、セル間配線材１４を避けた部分に接触用部材３４が取りつけられるので、セル間配線材１４での接触を防止できる。また、太陽電池パネル３０において、群間配線材１６を避けた部分に接触用部材３４が取りつけられるので、群間配線材１６での接触を防止できる。また、接触用部材３４は、１つの方向が別の方向よりも長い矩形状を有するので、架台２００の間隔が変わっても、太陽電池パネル３０と架台２００との接触を防止できる。

本実施例の概要は、次の通りである。本発明のさらに別の態様は、太陽電池モジュール１００である。この太陽電池モジュール１００は、互いに反対を向いた上面と下面とを含む太陽電池パネル３０と、太陽電池パネル３０の周縁部３２に配置される長フレーム２２と、太陽電池パネル３０の下面に取りつけられる接触用部材３４とを備える。太陽電池パネル３０の下面から上面への方向において、接触用部材３４の厚みは、長フレーム２２の下端から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さい。

接触用部材３４は、太陽電池パネル３０の下面のうち、接触に対する耐性が相対的に高い部分に取りつけられてもよい。

接触用部材３４は、太陽電池パネル３０において、太陽電池セル１０間を接続するためのセル間配線材１４を避けた部分に取りつけられてもよい。

接触用部材３４は、太陽電池パネル３０において、太陽電池セル１０のストリング間を接続するための群間配線材１６を避けた部分に取りつけられてもよい。

接触用部材３４は、太陽電池パネル３０の下面において、１つの方向が別の方向よりも長い矩形状を有してもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、太陽電池システム５００である。この太陽電池システム５００は、互いに反対を向いた上面と下面とを含む太陽電池パネル３０の周縁部３２に長フレーム２２が配置される太陽電池モジュール１００と、太陽電池モジュール１００において対向した長フレーム２２のそれぞれを固定する複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４を含む架台２００とを備える。太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル３０の下面に取りつけられる接触用部材３４をさらに備える。太陽電池パネル３０の下面から上面への方向において、接触用部材３４の厚みは、複数の軒側固定部２０２、棟側固定部２０４の少なくとも一方から太陽電池パネル３０の下面までの距離よりも小さい。

以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０太陽電池セル、１２太陽電池群、１４セル間配線材、１６群間配線材、１８群端配線材、２０短フレーム、２２長フレーム（フレーム）、３０太陽電池パネル、３２周縁部、３４接触用部材、４０フランジ、４２押え具、４４フランジナット、５０第１保護部材、５２第１封止部材、５４第２封止部材、５６第２保護部材、６０接着領域、７０配線材、１００太陽電池モジュール、２００架台、２０２軒側固定部（固定部）、２０４棟側固定部（固定部）、２１０接触用部材。

Claims

互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、前記透光性基板と前記バックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールを設置するための架台であって、
前記太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部と、
前記複数の固定部の間で、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートに対向した位置に配置される接触用部材とを備え、
前記太陽電池パネルの前記バックシートから前記透光性基板への方向において、前記接触用部材の厚みは、前記複数の固定部の少なくとも一方から前記太陽電池パネルの前記バックシートまでの距離よりも小さく、
前記接触用部材の全体は、前記太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分であって、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートの部分に接触可能な位置に配置され、
前記接触用部材の一部は、前記太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分であって、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートの部分に接触可能な位置に配置されることを特徴とする架台。
互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、前記透光性基板と前記バックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周縁部に配置されるフレームと、
前記太陽電池パネルの前記バックシートに取りつけられる接触用部材とを備え、
前記太陽電池パネルの前記バックシートから前記透光性基板への方向において、前記接触用部材の厚みは、前記フレームの下端から前記太陽電池パネルの前記バックシートまでの距離よりも小さく、
前記接触用部材の全体は、前記太陽電池パネルの前記バックシートのうち、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分に取りつけられ、
前記接触用部材の一部は、前記太陽電池パネルの前記バックシートのうち、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分に取りつけられることを特徴とする太陽電池モジュール。
前記接触用部材は、前記太陽電池パネルの前記バックシートにおいて、１つの方向が別の方向よりも長い矩形状を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、前記透光性基板と前記バックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部を含む架台とを備え、
前記架台は、
前記複数の固定部の間で、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートに対向した位置に配置される接触用部材とを備え、
前記太陽電池パネルの前記バックシートから前記透光性基板への方向において、前記接触用部材の厚みは、前記複数の固定部の少なくとも一方から前記太陽電池パネルの前記バックシートまでの距離よりも小さく、
前記接触用部材の全体は、前記太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分であって、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートの部分に接触可能な位置に配置され、
前記接触用部材の一部は、前記太陽電池パネルが本架台の方向に撓んだ場合に、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分であって、かつ前記太陽電池パネルの前記バックシートの部分に接触可能な位置に配置されることを特徴とする太陽電池システム。
互いに反対を向いた透光性基板とバックシートとを含み、前記透光性基板と前記バックシートとの間において封止部材が複数の太陽電池セルを封止する太陽電池パネルの周縁部にフレームが配置される太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールにおいて対向したフレームのそれぞれを固定する複数の固定部を含む架台とを備え、
前記太陽電池モジュールは、
前記太陽電池パネルの前記バックシートに取りつけられる接触用部材をさらに備え、
前記太陽電池パネルの前記バックシートから前記透光性基板への方向において、前記接触用部材の厚みは、前記フレームの下端から前記太陽電池パネルの前記バックシートまでの距離よりも小さく、
前記接触用部材の全体は、前記太陽電池パネルの前記バックシートのうち、太陽電池セル間を接続するための配線材と、太陽電池セルのストリング間を接続するための配線材とを避けた部分に取りつけられ、
前記接触用部材の一部は、前記太陽電池パネルの前記バックシートのうち、当該接触用部材が隣り合う太陽電池セルを跨がるようにして当該隣り合う太陽電池セルと重なる部分に取りつけられることを特徴とする太陽電池システム。