屋根などの対象物の上に複数の太陽電池モジュールが配置された太陽電池アレイが知られている。この太陽電池アレイでは、各太陽電池モジュールは、外周部にアルミニウムなどを用いた金属製のフレームが取り付けられている構成を有する場合がある。例えば、複数の太陽電池モジュールの間において、フレームが相互に嵌合している状態で連結している構成が採用され得る。
このような構成を実現するために、例えば、各太陽電池モジュールにおいて、軒側のフレームと棟側のフレームとが、相互に嵌合可能となるように互いに異なる構成を有していれば、複数種類のフレームの在庫管理が複雑になり得る。また、例えば、異なる構成のフレームを製造するためには、複数の金型が必要となり、フレームの生産性が低下し得る。これにより、太陽電池アレイ、この太陽電池アレイに用いる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール用のフレーム部材ユニットの生産性が低下し得る。
そこで、本願発明者らは、太陽電池アレイ、この太陽電池アレイに用いる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール用のフレーム部材ユニットの生産性を向上させることができる技術を創出した。
これについて、以下、各種実施形態を図面に基づいて説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものである。図1から図5には、右手系のXYZ(大文字で表記)座標系が付されている。このXYZ座標系では、太陽電池装置100の軒が延びている方向が+X方向とされ、基準面G0としての地面に沿った水平方向のうちの+X方向と直交する方向が+Y方向とされ、+X方向と+Y方向との両方に直交する垂直方向が+Z方向とされている。また、図3(a)、図3(b)および図6から図21(c)には、右手系のxyz(小文字で表記)座標系が付されている。このxyz座標系では、第1屋根部分31において、軒から棟に向けた第1方向が+y方向とされ、棟から軒に向けた第2方向が−y方向とされている。また、このxyz座標系では、太陽電池パネルPn1における厚さ方向に沿った第1面Fs1から第2面Bs1に向かう第3方向が−z方向とされ、第2面Bs1から第1面Fs1に向けた第4方向が+z方向とされている。また、このxyz座標系では、第1屋根部分31において、軒が延びている第5方向が+x方向とされ、軒が延びている第5方向とは逆の第6方向が−x方向とされている。
<1.第1実施形態>
図1から図6で示されるように、第1実施形態に係る太陽電池装置100は、例えば、基準面G0の上に位置している。基準面G0としては、例えば、地面が採用される。
<1−1.太陽電池装置の概略構成>
図1から図6で示されるように、太陽電池装置100は、例えば、基準部1と、支持構造体2と、屋根部3と、太陽電池アレイ4と、を備えている。
基準部1は、例えば、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13を含んでいる。第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13は、例えば、相互に離れている状態で、基準面G0に対して立っている状態で位置している。図1から図6の例では、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13のそれぞれの長手方向は、基準面G0に対して垂直な+Z方向に沿った方向である。そして、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13は、+X方向に沿った一直線上に並んでいる状態で位置している。また、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13のそれぞれの−Z方向の端部は、基準面G0を成す部分に埋められている状態で位置している。例えば、基準面G0が地面であれば、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13のそれぞれの−Z方向の端部が、地中に埋められている状態で位置している。ここで、例えば、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13には、強度および耐腐食性などに優れた金属製の素材が適用される。基準部1は、例えば、4本以上の柱部を有していてもよいし、2本以下の柱部を有していてもよい。
支持構造体2は、例えば、棟部21と、複数の梁部22と、複数の桁部23と、を有している。
棟部21は、例えば、太陽電池装置100の頂部において基準部1によって支持されている状態で位置している。図1から図6の例では、棟部21は、+X方向に沿って位置している長尺の部分であり、第1柱部11、第2柱部12および第3柱部13を含む基準部1によって支持されている状態で位置している。ここで、例えば、棟部21には、耐腐食性などに優れた素材が適用される。
複数の梁部22は、例えば、基準部1あるいは棟部21から水平方向に突出するように位置している。ここで、例えば、図4および図5で示されるように、+Z方向に複数の梁部22を平面視する場合を想定する。この場合には、複数の梁部22は、棟部21から−Y方向に向かって延びるように存在し且つ+X方向に互いに離れて並んでいる第1梁部22a、第2梁部22b、第3梁部22c、第4梁部22dおよび第5梁部22eを有している。また、この場合には、複数の梁部22は、棟部21から+Y方向に向かって延びるように存在し且つ+X方向に互いに離れて並んでいる第6梁部22f、第7梁部22g、第8梁部22h、第9梁部22iおよび第10梁部22jを有している。第1梁部22a、第2梁部22b、第3梁部22c、第4梁部22dおよび第5梁部22eと、第6梁部22f、第7梁部22g、第8梁部22h、第9梁部22iおよび第10梁部22jとは、棟部21を通り且つXZ平面に沿った仮想的な平面(仮想平面ともいう)Vs1を基準として面対称の関係を有している。ここで、例えば、複数の梁部22には、強度および耐腐食性などに優れた金属製の素材が適用される。複数の梁部22は、例えば、11本以上の梁部を有していてもよいし、9本以下の梁部を有していてもよい。
複数の桁部23は、例えば、複数の梁部22に対して固定されている状態で位置している。桁部23の長手方向は、+X方向に沿った方向である。図3(a)から図5の例では、複数の桁部23には、5本の第1梁部22a、第2梁部22b、第3梁部22c、第4梁部22dおよび第5梁部22eにわたって架設された状態で位置している第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233が含まれている。ここで、第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233は、+y方向において、互いに離れている状態で並んでいる。3本の第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233のうち、第1桁部231が−y方向の側の軒を構成している状態で位置し、第3桁部233が棟部21に沿って位置し、第2桁部232が、第1桁部231と第3桁部233との間に位置している。また、複数の桁部23には、5本の第6梁部22f、第7梁部22g、第8梁部22h、第9梁部22iおよび第10梁部22jにわたって架設された状態で位置している第4桁部234、第5桁部235および第6桁部236が含まれている。ここで、3本の第4桁部234、第5桁部235および第6桁部236のうち、第6桁部236が+Y方向の側の軒を構成している状態で位置し、第4桁部234が棟部21に沿って位置し、第5桁部235が、第4桁部234と第6桁部236との間に位置している。3本の第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233と、3本の第4桁部234、第5桁部235および第6桁部236とは、仮想平面Vs1を基準として面対称の関係を有している。ここで、例えば、複数の桁部23には、強度および耐腐食性などに優れた金属製の素材が適用される。複数の桁部23の数は、例えば、7本以上でもよいし、5本以下でもよい。
屋根部3は、第1屋根部分31と、第2屋根部分32と、を有している。第1屋根部分31は、下地材としての3本の第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233の上に位置している。第2屋根部分32は、下地材としての3本の第4桁部234、第5桁部235および第6桁部236の上に位置している。第1屋根部分31は、−Y方向に行く程−Z方向に向かうように傾斜している状態で位置している。第2屋根部分32は、+Y方向に行く程−Z方向に向かうように傾斜している状態で位置している。ここで、例えば、第1屋根部分31と第2屋根部分32との間において、仮想平面Vs1を基準として面対称の関係を有している構成が採用され得る。第1屋根部分31および第2屋根部分32のそれぞれには、例えば、波板などの屋根材が採用される。波板には、例えば、樹脂製の波板、スレート波板あるいは鉄製の波板などが採用される。波板は、例えば、棟から軒へ向かう方向に沿ってそれぞれ延びている状態で位置している凸状部分と凹状部分とが、軒に沿うように延びる+X方向において交互に並んでいる状態で位置している構造を有している。
太陽電池アレイ4は、例えば、設置対象部としての屋根部3の上に位置している。図1から図5の例では、太陽電池アレイ4は、例えば、第1太陽電池アレイ41と、第2太陽電池アレイ42と、を有している。第1太陽電池アレイ41は、第1屋根部分31の上に位置している。第2太陽電池アレイ42は、第2屋根部分32の上に位置している。第1太陽電池アレイ41および第2太陽電池アレイ42のそれぞれは、複数の太陽電池モジュールMo1を有している。第1太陽電池アレイ41および第2太陽電池アレイ42のそれぞれにおいては、複数の太陽電池モジュールMo1が連結されている状態で位置している。図1から図5の例では、第1太陽電池アレイ41および第2太陽電池アレイ42のそれぞれは、棟あるいは軒に沿った方向(+X方向)に沿って並んでいる7枚の太陽電池モジュールMo1が、棟側から軒側に向けて6列並んでいる状態の構造を有している。換言すれば、第1太陽電池アレイ41および第2太陽電池アレイ42のそれぞれは、マトリックス状に並べられた状態で位置している42枚の太陽電池モジュールMo1を有している。ここで、例えば、第1太陽電池アレイ41と第2太陽電池アレイ42との間において、仮想平面Vs1を基準として面対称の関係を有している構成が採用され得る。また、各太陽電池モジュールMo1は、例えば、屋根部3上に固定された状態で位置している支持部St1(図10など参照)などによって支持あるいは保持されている状態で位置している。
上記のような構造を有する太陽電池装置100は、例えば、屋外において駐停車中の自動車などを雨水から保護するためのカーポートなどに適用され得る。
<1−2.太陽電池モジュール>
図6および図7で示されるように、各太陽電池モジュールMo1は、例えば、太陽電池パネルPn1と、この太陽電池パネルPn1の外縁部を補強しているフレームF1と、を有している。
<1−2−1.太陽電池パネル>
太陽電池パネルPn1は板状であり、例えば、第1面Fs1と、この第1面Fs1とは逆方向を向いている状態で位置している第2面Bs1と、第1面Fs1と第2面Bs1とを接続している状態で位置している側面Ss1と、有している。ここで、第1面Fs1は、例えば、主として光を受光するための面である。第2面Bs1は、例えば、太陽電池パネルPn1の裏面として使用されるための面である。図6の例では、太陽電池パネルPn1の側面Ss1には、第1側面Ss11、第2側面Ss12、第3側面Ss13および第4側面Ss14が含まれている。第1側面Ss11は、側面Ss1のうちの第1面Fs1に沿った第1方向(+y方向)の側に存在している。第1側面Ss11は、例えば、第5方向(+x方向)に沿って位置している。第2側面Ss12は、側面Ss1のうちの第1方向(+y方向)とは逆の第2方向(−y方向)の側に存在している。第2側面Ss12は、例えば、第5方向(+x方向)に沿って位置している。第3側面Ss13は、側面Ss1のうちの第1方向(+y方向)に直交し且つ第1面Fs1に沿った第5方向(+x方向)の側に存在している。第3側面Ss13は、例えば、第1方向(+y方向)に沿って位置している。第4側面Ss14は、側面Ss1のうちの第3方向(+x方向)とは逆の第4方向(−x方向)の側に存在している。第4側面Ss14は、例えば、第1方向(+y方向)に沿って位置している。
図6から図8で示されるように、太陽電池パネルPn1は、例えば、第1面Fs1側から第2面Bs1側へ、順に、第1保護部材Pt1、第1封止材Se11と、光電変換部Pc1と、第2封止材Se12と、第2保護部材Pt2と、端子ボックスBx1と、を備えている。
第1保護部材Pt1は板状の部材であり、例えば、光電変換部Pc1の第1面Fs1側に位置している。ここでは、第1保護部材Pt1の+z方向の側の表面が第1面Fs1を構成している。第1保護部材Pt1は、例えば、光電変換部Pc1を保護する役割と、光電変換部Pc1を封止する役割と、を有する。第1保護部材Pt1は、例えば、特定範囲の波長の光に対する透光性を有している。特定範囲の波長としては、例えば、太陽電池パネルPn1に照射される光に含まれる強度が高い光の波長であって、光電変換部Pc1が光電変換し得る光の波長が採用される。第1保護部材Pt1の素材として、例えば、ガラスあるいはアクリルまたはポリカーボネートなどの樹脂が採用されれば、透光性を有する第1保護部材Pt1が実現され得る。
第1封止材Se11は、例えば、第1保護部材Pt1と光電変換部Pc1との間に位置している。第2封止材Se12は、例えば、光電変換部Pc1と第2保護部材Pt2との間に位置している。換言すれば、第1封止材Se11と第2封止材Se12とを含む封止材Se1が、例えば、光電変換部Pc1を覆うように、第1保護部材Pt1と第2保護部材Pt2との間に充填された状態で位置している。封止材Se1は、例えば、光電変換部Pc1を保持する役割と、光電変換部Pc1を封止する役割と、を有する。封止材Se1は、第1保護部材Pt1と同様に透光性を有している。封止材Se1の素材には、例えば、熱硬化性樹脂などが採用される。熱硬化性樹脂には、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)あるいはポリビニルブチラール(PVB)を主成分とするものが含まれる。熱硬化性樹脂には、架橋剤が含有されてもよい。ここで、主成分とは、含有される比率(含有率ともいう)が最も大きい(高い)成分のことを意味する。
光電変換部Pc1は、例えば、複数の太陽電池素子C1と、複数の第1配線材Wr1と、複数の第2配線材Wr2と、を有している。図6の例では、光電変換部Pc1では、複数の太陽電池素子C1は、2次元的に並んでいる状態で位置している。具体的には、光電変換部Pc1には、例えば、複数(ここでは、4つ)の太陽電池ストリングSg1が含まれている。各太陽電池ストリングSg1は、例えば、複数(ここでは、6個)の太陽電池素子C1と、複数の第1配線材Wr1と、を含む。複数の第1配線材Wr1は、例えば、複数の太陽電池素子C1のうちの相互に隣り合う太陽電池素子C1の間をそれぞれ電気的に直列に接続している。複数の第2配線材Wr2は、複数の太陽電池ストリングSg1のうちの相互に隣り合う太陽電池ストリングSg1の間をそれぞれ電気的に接続している。
第2保護部材Pt2は、例えば、光電変換部Pc1の第2面Bs1側に位置している。ここでは、第2保護部材Pt2の−z方向の側の表面が第2面Bs1を構成している。第2保護部材Pt2は、例えば、光電変換部Pc1を保護する役割と、光電変換部Pc1を封止する役割と、を有する。第2保護部材Pt2は、例えば、透光性を有していてもよいし、透光性を有していなくてもよい。第2保護部材Pt2としては、例えば、柔軟性を有するシート状の部材(シート部材ともいう)あるいは板状の部材などが採用される。シート部材の素材には、例えば、樹脂が適用される。板状の部材の素材には、例えば、第1保護部材Pt1の素材と同様なものが採用され得る。
端子ボックスBx1は、光電変換部Pc1で得られた出力を外部に取り出すことができる。端子ボックスBx1は、例えば、第2面Bs1上に位置している。端子ボックスBx1は、例えば、シリコンシーラントなどの樹脂が用いられて、第2面Bs1に固定され得る。端子ボックスBx1は、例えば、箱体と、端子板と、ケーブルと、を有している。箱体の素材には、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(変性PPE樹脂)またはポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO樹脂)が適用される。端子板は、箱体内に位置しており、光電変換部Pc1の第2配線材Wr2が接続されている。ケーブルは、箱体の外部へ電力を導出することができる。
<1−2−2.フレーム>
フレームF1は、例えば、太陽電池パネルPn1が嵌合することが可能な構造を有している。このフレームF1は、太陽電池パネルPn1の側面Ss1およびこの側面Ss1に沿った外周部を保持する機能を有する。第1実施形態では、例えば、図6で示されるように、フレームF1は、第1フレーム部材F11と、第2フレーム部材F12と、第3フレーム部材F13と、第4フレーム部材F14と、を有している。第1フレーム部材F11は、第1側面Ss11に沿って位置している。第2フレーム部材F12は、第2側面Ss12に沿って位置している。第3フレーム部材F13は、第3側面Ss13に沿って位置している。第4フレーム部材F14は、第4側面Ss14に沿って位置している。フレームF1では、例えば、第1フレーム部材F11に対して第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14がネジなどの締結部材によって固定されている状態にある。また、フレームF1では、例えば、第2フレーム部材F12に対して第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14がネジなどの締結部材によって固定されている状態にある。第1フレーム部材F11、第2フレーム部材F12、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14は、例えば、アルミニウムの押し出し成形などで作製され得る。
第1フレーム部材F11は、例えば、第1被嵌合部Ft1と、第1壁状部Wl1と、第1溝状部Tr1と、第1凸状部Cv1と、を有している。
第1被嵌合部Ft1は、太陽電池パネルPn1のうちの第1側面Ss11に沿った外周部分(第1外周部ともいう)Ep1が嵌まっている状態で位置している溝状の部分である。図8の例では、第1被嵌合部Ft1は、yz平面に沿った断面が−y方向の側が開口しているU字状の部分である。第1被嵌合部Ft1の内部の空間(第1内部空間ともいう)Sp1における奥行き方向(第1奥行方向ともいう)は、第1方向(+y方向)である。第3方向(−z方向)において、第1内部空間Sp1の幅は、太陽電池パネルPn1の厚さ以上である。ここでは、第1被嵌合部Ft1は、例えば、第1部分Pa1と、第2部分Pa2と、第3部分Pa3と、を有している。第1部分Pa1は、第4方向(+z方向)の側において太陽電池パネルPn1の第1面Fs1と対向している状態で位置している。第2部分Pa2は、第3方向(−z方向)の側において太陽電池パネルPn1の第2面Bs1と対向している状態で位置している。第3部分Pa3は、第1部分Pa1の第1方向(+y方向)の側の部分と第2部分Pa2の第1方向(+y方向)の側の部分とを連結しており且つ太陽電池パネルPn1の第1側面Ss11に対向している状態で位置している。
第1壁状部Wl1は、太陽電池パネルPn1の厚さ方向に沿って第1面Fs1から第2面Bs1に向かう第3方向(−z方向)において第1被嵌合部Ft1から延びている状態で位置している部分である。図8の例では、第1壁状部Wl1は、第1被嵌合部Ft1のうちの第2部分Pa2の第2方向(−y方向)の側の端部から第3方向(−z方向)に延びている状態で位置している。ここでは、第1壁状部Wl1は、例えば、xz平面に沿った平板状の形状を有している。
第1溝状部Tr1は、第1壁状部Wl1の第1方向(+y方向)の側に位置している。この第1溝状部Tr1は、第1方向(+y方向)の側において開口しており且つ第1側面Ss11の長手方向(第1長手方向ともいう)としての+x方向に沿って位置している。図8の例では、第1溝状部Tr1は、第1被嵌合部Ft1の第2部分Pa2と、第1壁状部Wl1の第1方向(+y方向)の側から第1方向(+y方向)に突起している状態で位置している第1突起部Pj1と、第1壁状部Wl1と、で形成されている状態にある。この第1溝状部Tr1の奥行き方向は、第2方向(−y方向)である。
第1凸状部Cv1は、第1突出部Oh1を含んでいる。この第1突出部Oh1は、第1溝状部Tr1の第3方向(−z方向)とは逆の第4方向(+z方向)の側において、第1壁状部Wl1よりも第1方向(+y方向)に突出している状態で位置している部分である。図8の例では、第1被嵌合部Ft1を形成している状態で位置している第1部分Pa1、第2部分Pa2および第3部分Pa3が、第1突出部Oh1を構成している状態で存在している。このため、第1被嵌合部Ft1が、第1凸状部Cv1内に位置している状態にある。これにより、第1フレーム部材F11を構成する素材の量が減り、第1太陽電池アレイ41を製造するために要する素材の量が低減され得る。
ここで、例えば、第3方向(−z方向)において、第1凸状部Cv1の幅(第1の幅ともいう)W1は、第1溝状部Tr1の内部空間Is1の幅(第2の幅ともいう)W2と、略同一である。この第2の幅W2は、例えば、第3方向(−Z方向)における太陽電池パネルPn1の厚みよりも大きい。
また、図8の例では、第1フレーム部材F11は、第1凸状部Cv1の第1方向(+y方向)の側に第1張出部Pr1を有している。この第1張出部Pr1は、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)の側の端部(第1端部ともいう)Ed1から第1方向(+y方向)に張り出している状態で位置している部分である。別の観点から言えば、この第1張出部Pr1は、第1溝状部Tr1の第4方向(+z方向)の側の第1端部Ed1から第1方向(+y方向)に張り出している状態で位置している部分である。ここでは、第1張出部Pr1の形状としては、例えば、板状のものが採用され得る。この第1張出部Pr1は、第2部分Pa2の第1方向(+y方向)の側の第1端部Ed1に連結している状態で位置している。これにより、第2部分Pa2が、第1張出部Pr1の存在によって、第3部分Pa3と連結している第1端部Ed1を実質的に超えて延びているように位置している状態となっている。また、図8の例では、第1フレーム部材F11は、第1溝状部Tr1の第3方向(−z方向)の側の端部(第2端部ともいう)Ed2から第1方向(+y方向)に張り出している状態で位置している第2張出部Pr2を有している。この第2張出部Pr2は、第1張出部Pr1と対向している状態で位置している部分である。ここでは、第2張出部Pr2は板状の部分である。第2張出部Pr2の形状としては、例えば、板状のものが採用され得る。ここで、別の観点から言えば、第2張出部Pr2は、第1突起部Pj1の第1方向(+y方向)の側の第2端部Ed2に連結している状態で位置している。このように、第1張出部Pr1および第2張出部Pr2が存在していれば、第1溝状部Tr1の奥行き方向(−y方向)における奥行きが実質的に大きくなり得る。
また、第1実施形態では、第1フレーム部材F11は、例えば、第1被支持部Fg1を有している。この第1被支持部Fg1は、例えば、第1壁状部Wl1の第3方向(−z方向)の側の端部に連結している状態で位置している。換言すれば、第1被支持部Fg1は、第1壁状部Wl1のうちの第1溝状部Tr1よりも第3方向(−z方向)の側に連結している状態で位置している。第1被支持部Fg1としては、例えば、xy平面に沿った平板状の部分が採用される。図8の例では、第1被支持部Fg1は、第1壁状部Wl1の第3方向(−z方向)の側の端部から第1方向(+y方向)に突出している状態で位置している。第1被支持部Fg1は、例えば、屋根部3上に位置している支持部St1(図10参照)によって支持されている状態で位置している。また、第1実施形態では、第1被支持部Fg1は、例えば、支持部St1と固定用具Fc1(図10参照)とによって屋根部3に固定されている状態で位置している。
図6、図7および図9(a)で示されるように、第2フレーム部材F12は、例えば、第1フレーム部材F11と同様に、第2被嵌合部Ft2と、第2壁状部Wl2と、第2溝状部Tr2と、第2凸状部Cv2と、を有している。ここで、例えば、第1フレーム部材F11における第1側面Ss11の第1長手方向(+x方向)に垂直な断面を第1断面とし、第2フレーム部材F12における第2側面Ss12の長手方向(第2長手方向ともいう)としての+x方向に垂直な断面を第2断面とする。この場合に、例えば、図7で示されるように、第1断面の形状と、第2断面の形状とが、第1方向(+y方向)に垂直な仮想的な平面(第1仮想平面ともいう)Pv1を基準として面対称の関係を有する構成が、実現され得る。図7の例では、第1仮想平面Pv1は、太陽電池パネルPn1の略中央を通り且つxz平面に沿った平面である。
このように、例えば、1つの太陽電池モジュールMo1において、相対する第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な断面を有していれば、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な形状を有する部材となり得る。このため、太陽電池アレイ4に用いられるフレームF1を構成する部材の種類が削減され得る。これにより、第1フレーム部材F11および第2フレーム部材F12を含む複数の部材の在庫管理が簡単になり得る。また、例えば、同様な形状を有している第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とを、共通の金型を用いて効率よく製造することが可能となる。これにより、例えば、太陽電池アレイ4およびこの太陽電池アレイ4に用いる太陽電池モジュールMo1の生産性が向上し得る。
図9(a)で示されるように、第2被嵌合部Ft2は、太陽電池パネルPn1のうちの第2側面Ss12に沿った外周部分(第2外周部ともいう)Ep2が嵌まっている状態で位置している溝状の部分である。図9(a)の例では、第2被嵌合部Ft2は、yz平面に沿った断面が第1方向(+y方向)の側が開口しているU字状の部分である。第2被嵌合部Ft2の内部の空間(第2内部空間ともいう)Sp2における奥行き方向(第2奥行方向ともいう)は、第2方向(−y方向)である。第3方向(−z方向)において、第2内部空間Sp2の幅は、太陽電池パネルPn1の厚さ以上である。ここでは、第2被嵌合部Ft2は、例えば、第4部分Pa4と、第5部分Pa5と、第6部分Pa6と、を有している。第4部分Pa4は、第4方向(+z方向)の側において太陽電池パネルPn1の第1面Fs1と対向している状態で位置している。第5部分Pa5は、第3方向(−z方向)の側において太陽電池パネルPn1の第2面Bs1と対向している状態で位置している。第6部分Pa6は、第4部分Pa4の第1方向(−y方向)の側の部分と第5部分Pa5の第1方向(−y方向)の側の部分とを連結しており且つ太陽電池パネルPn1の第2側面Ss12に対向している状態で位置している。
第2壁状部Wl2は、太陽電池パネルPn1の厚さ方向に沿って第1面Fs1から第2面Bs1に向かう第3方向(−z方向)において第2被嵌合部Ft2から延びている状態で位置している部分である。図9(a)の例では、第2壁状部Wl2は、第2被嵌合部Ft2のうちの第5部分Pa5の第1方向(+y方向)の側の端部から第3方向(−z方向)に延びている状態で位置している。ここでは、第2壁状部Wl2は、例えば、xz平面に沿った平板状の形状を有している。
第2溝状部Tr2は、第2壁状部Wl2の第2方向(−y方向)の側に位置している。この第2溝状部Tr2は、第2方向(−y方向)の側において開口しており且つ第2側面Ss12の長手方向(第2長手方向)としての+x方向に沿って位置している。図9(a)の例では、第2溝状部Tr2は、第2被嵌合部Ft2の第5部分Pa5と、第2壁状部Wl2の第1方向(+y方向)の側から第2方向(−y方向)に突起している状態で位置している第2突起部Pj2と、第2壁状部Wl2と、で形成されている状態にある。この第2溝状部Tr2の奥行き方向は、第1方向(+y方向)である。
第2凸状部Cv2は、第2突出部Oh2を含んでいる。この第2突出部Oh2は、第2溝状部Tr2の第3方向(−z方向)とは逆の第4方向(+z方向)の側において、第2壁状部Wl2よりも第2方向(−y方向)に突出している状態で位置している部分である。図9(a)の例では、第2被嵌合部Ft2を形成している状態で位置している第4部分Pa4、第5部分Pa5および第6部分Pa6が、第2突出部Oh2を構成している状態で存在している。このため、第2被嵌合部Ft2が、第2凸状部Cv2内に位置している状態にある。これにより、第2フレーム部材F12を構成する素材の量が減り、第1太陽電池アレイ41を製造するために要する素材の量が低減され得る。
ここで、例えば、第3方向(−z方向)において、第2凸状部Cv2の幅は第1凸状部Cv1の第1の幅W1と同一であり、第2溝状部Tr2の内部空間Is2の幅は第1溝状部Tr1の内部空間Is1の第2の幅W2と同一である。この第2の幅W2は、例えば、第3方向(−Z方向)における太陽電池パネルPn1の厚みよりも大きい。
また、図9(a)の例では、第2フレーム部材F12は、第2凸状部Cv2の第2方向(−y方向)の側に第3張出部Pr3を有している。この第3張出部Pr3は、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)の側の端部(第3端部ともいう)Ed3から第2方向(−y方向)に張り出している状態で位置している部分である。別の観点から言えば、この第3張出部Pr3は、第2溝状部Tr2の第4方向(+z方向)の側の第3端部Ed3から第2方向(−y方向)に張り出している状態で位置している部分である。ここでは、第3張出部Pr3の形状としては、例えば、板状のものが採用され得る。この第3張出部Pr3は、第5部分Pa5の第2方向(−y方向)の側の第3端部Ed3に連結している状態で位置している。これにより、第5部分Pa5が、第3張出部Pr3の存在によって、第6部分Pa6と連結している第3端部Ed3を実質的に超えて延びているように位置している状態となっている。また、図9(a)の例では、第2フレーム部材F12は、第2溝状部Tr2の第3方向(−z方向)の側の端部(第4端部ともいう)Ed4から第2方向(−y方向)に張り出している状態で位置している第4張出部Pr4を有している。この第4張出部Pr4は、第3張出部Pr3と対向している状態で位置している部分である。ここでは、第4張出部Pr4は板状の部分である。第4張出部Pr4の形状としては、例えば、板状のものが採用され得る。ここで、別の観点から言えば、第4張出部Pr4は、第2突起部Pj2の第2方向(−y方向)の側の第4端部Ed4に連結している状態で位置している。このように、第3張出部Pr3および第4張出部Pr4が存在していれば、第2溝状部Tr2の+y方向における奥行きが実質的に大きくなり得る。
また、第1実施形態では、第2フレーム部材F12は、例えば、第1フレーム部材F11と同様に、第2被支持部Fg2を有している。この第2被支持部Fg2は、例えば、第2壁状部Wl2の第3方向(−z方向)の側の端部に連結している状態で位置している。換言すれば、第2被支持部Fg2は、第2壁状部Wl2のうちの第2溝状部Tr2よりも第3方向(−z方向)の側に連結している状態で位置している。図9(a)の例では、第2被支持部Fg2は、第2壁状部Wl2の第3方向(−z方向)の側の端部から第2方向(−y方向)に突出している状態で位置している。第2被支持部Fg2としては、例えば、xy平面に沿った平板状の部分が採用される。第2被支持部Fg2は、例えば、屋根部3上に位置している支持部St1によって支持されている状態で位置している。
ところで、フレームF1を構成している、第1フレーム部材F11、第2フレーム部材F12、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14を備えた部材の一式を、例えば、フレーム部材ユニットFu1とする。このフレーム部材ユニットFu1は、太陽電池モジュールMo1用のフレームF1を構成するための部材の集まり(ユニット)である。このフレーム部材ユニットFu1は、太陽電池パネルPn1に対して配置される前の状態では、板状の太陽電池パネルPn1の側面Ss1に沿って配置するためのものである。この状態では、第1フレーム部材F11は、太陽電池パネルPn1の側面Ss1のうちの第1側面Ss11に沿って配置するための部材である。第2フレーム部材F12は、太陽電池パネルPn1の側面Ss1のうちの第1側面Ss11とは逆側に位置している第2側面Ss12に沿って配置するための部材である。第3フレーム部材F13は、太陽電池パネルPn1の側面Ss1のうちの第3側面Ss13に沿って配置するための部材である。第4フレーム部材F14は、太陽電池パネルPn1の側面Ss1のうちの第4側面Ss14に沿って配置するための部材である。
また、フレーム部材ユニットFu1が太陽電池パネルPn1に対して配置される前の状態では、第1フレーム部材F11が有する第1被嵌合部Ft1は、太陽電池パネルPn1のうちの第1側面Ss11に沿った第1外周部Ep1を嵌合させることが可能な溝状の部分である。第1フレーム部材F11が有する第1壁状部Wl1は、第1被嵌合部Ft1における第1長手方向(+x方向)および第1奥行方向(+y方向)の双方に直交している幅方向(第1幅方向ともいう)としての−z方向において、第1被嵌合部Ft1から延びている状態で位置している。第1フレーム部材F11が有する第1溝状部Tr1は、第1壁状部Wl1の第1奥行方向(+y方向)の側においてこの第1奥行方向(+y方向)の側で開口しており且つ第1長手方向(+z方向)に沿って位置している。第1フレーム部材F11が有する第1凸状部Cv1は、第1突出部Oh1を含む。この第1突出部Oh1は、第1溝状部Tr1の第1幅方向(−z方向)とは逆の方向(第2幅方向ともいう)としての+z方向の側において、第1壁状部Wl1よりも第1奥行方向(+y方向)に突出している状態で位置している。
また、フレーム部材ユニットFu1が太陽電池パネルPn1に対して配置される前の状態では、第2フレーム部材F12が有する第2被嵌合部Ft2は、太陽電池パネルPn1のうちの第2側面Ss12に沿った第2外周部Ep2を嵌合させることが可能な溝状の部分である。第2フレーム部材F12が有する第2壁状部Wl2は、第2被嵌合部Ft2における第2長手方向(+x方向)および第2奥行方向(−y方向)の双方に直交している幅方向(第3幅方向ともいう)としての−z方向において、第2被嵌合部Ft2から延びている状態で位置している。第2フレーム部材F12が有する第2溝状部Tr2は、第2壁状部Wl2の第2奥行方向(−y方向)の側においてこの第2奥行方向(−y方向)の側で開口しており且つ第2長手方向(+x方向)に沿って位置している。第2フレーム部材F12が有する第2凸状部Cv2は、第2突出部Oh2を含む。この第2突出部Oh2は、第2溝状部Tr2の第3幅方向(−z方向)とは逆の方向(第4幅方向ともいう)としての+z方向の側において、第2壁状部Wl2よりも第2奥行方向(−y方向)に突出している状態で位置している。
そして、ここでは、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な構成を有している。具体的には、第1フレーム部材F11は、第1被嵌合部Ft1と、第1壁状部Wl1と、第1溝状部Tr1と、第1凸状部Cv1と、を有している。第2フレーム部材F12は、第1フレーム部材F11と同様に、第1フレーム部材F11と同様に、第2被嵌合部Ft2と、第2壁状部Wl2と、第2溝状部Tr2と、第2凸状部Cv2と、を有している。このため、例えば、第1フレーム部材F11における第1長手方向(+x方向)に垂直な第1断面の形状と、第2フレーム部材F12における第2長手方向(+x方向)に垂直な第2断面の形状とが、同一である関係を有する構成が実現され得る。このような構成が採用されれば、太陽電池アレイ4に用いられるフレームF1を構成する部材の種類が削減され得る。これにより、第1フレーム部材F11および第2フレーム部材F12を含む複数の部材の在庫管理が簡単になり得る。また、例えば、同様な断面を有している第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とを、共通の金型を用いて効率よく製造することが可能となる。これにより、例えば、太陽電池アレイ4、この太陽電池アレイ4に用いる太陽電池モジュールMo1および太陽電池モジュールMo1用のフレーム部材ユニットFu1の生産性が向上し得る。また、ここでは、第1幅方向(−z方向)において、第1溝状部Tr1の内部空間Is1の幅(第2の幅)W2は、第1被嵌合部Ft1の内部空間(第1内部空間)Sp1の幅よりも大きい。第3幅方向(−z方向)において、第2溝状部Tr2の内部空間Is2の幅は、内部空間Is1の第2の幅W2と同様に、第2被嵌合部Ft2の内部空間(第2内部空間)Sp2の幅よりも大きい。このため、例えば、フレーム部材ユニットFu1が太陽電池パネルPn1に対して配置される際に、第1幅方向(−Z方向)において、第1溝状部Tr1および第2溝状部Tr2に嵌合される太陽電池パネルPn1の厚さよりも、第2の幅W2の方が大きい状態が実現され得る。これにより、例えば、第1幅方向(−Z方向)において、太陽電池パネルPn1の厚さよりも、第2溝状部Tr2に嵌合される第1凸状部Cv1の幅(第1の幅)W1の方が大きくなる構成が実現され得る。
<1−3.太陽電池モジュール同士の連結>
ここで、例えば、図9(a)および図9(b)で示されるように、第1太陽電池アレイ41において第1方向(+y方向)において隣り合っている状態で位置している2つの太陽電池モジュールMo1について着目する。この2つの太陽電池モジュールMo1のうち、第2方向(−y方向)の側に位置している太陽電池モジュールMo1を第1太陽電池モジュールMo11とし、第1方向(+y方向)の側に位置している太陽電池モジュールMo1を第2太陽電池モジュールMo12とする。
ここでは、図9(a)および図9(b)で示されるように、第1太陽電池モジュールMo11における第1フレーム部材F11の第1凸状部Cv1が、第2太陽電池モジュールMo12における第2フレーム部材F12の第2溝状部Tr2に嵌合される。これにより、太陽電池アレイ4において、複数の太陽電池モジュールMo1が連結されている状態が実現され得る。ここでは、上述したように、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な構成を有している。このため、yz平面に沿った断面の形状が互いに面対称の関係を有している第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とで嵌合状態が実現され得る。これにより、太陽電池アレイ4では、第1太陽電池モジュールMo11における第1フレーム部材F11の第1凸状部Cv1は、第2太陽電池モジュールMo12における第2フレーム部材F12の第2溝状部Tr2に嵌合している状態で位置している。そして、このような構成が採用されれば、例えば、太陽電池アレイ4に用いられるフレームF1の部材の種類が削減され得る。これにより、上述したように、例えば、太陽電池アレイ4、この太陽電池アレイ4に用いる太陽電池モジュールMo1および太陽電池モジュールMo1用のフレーム部材ユニットFu1の生産性が向上し得る。また、ここで、第3方向(−z方向)において、第1の幅W1および第2の幅W2が、太陽電池パネルPn1の厚さよりも大きければ、第2溝状部Tr2に嵌合している第1凸状部Cv1の強度が容易に高まり得る。換言すれば、第3方向(−z方向)において、第1の幅W1および第2の幅W2が、第1被嵌合部Ft1および第2被嵌合部Ft2の幅よりも大きければ、第2溝状部Tr2に嵌合している第1凸状部Cv1の強度が容易に高まり得る。その結果、例えば、風雨による荷重に対して、第1太陽電池モジュールMo11および第1太陽電池アレイ41の強度および耐久性が高まり得る。
また、ここで、上述したように、第3方向(−z方向)において、第1凸状部Cv1の第1の幅W1と、第2溝状部Tr2の内部空間Is1の第2の幅W2とが、略同一であれば、第2溝状部Tr2に第1凸状部Cv1が強固に嵌合されている状態が実現され得る。これにより、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが強固に連結されている状態が実現され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4における種々の方向の荷重に対する強度が向上し得る。また、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12との間において、水分が通過しにくくなる。このとき、屋根部3の劣化が低減され得る。ところで、ここで、第1の幅W1と第2の幅W2とが略同一とは、第1の幅W1と第2の幅W2とが実質的に同一であることを意味している。具体的には、第1の幅W1と第2の幅W2とが略同一であり状態とは、第2溝状部Tr2に対する第1凸状部Cv1の嵌合が実現可能となるように、第1の幅W1と第2の幅W2との間に、例えば、0.5mm程度の微小なクリアランスが存在している状態を意味している。このとき、例えば、第1の幅W1が第2の幅W2よりも僅かに小さく、第1の幅W1と第2の幅W2との差が微小なクリアランスである。
また、ここで、上述したように、第1太陽電池モジュールMo11における第1フレーム部材F11は、第1張出部Pr1と第2張出部Pr2とを有している。第2太陽電池モジュールMo12における第2フレーム部材F12は、第3張出部Pr3と第4張出部Pr4とを有している。これにより、例えば、第1方向(+y方向)において、隣り合う第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12との間において、第2フレーム部材F12に対して第1フレーム部材F11が嵌合している距離が長い状態となり得る。その結果、例えば、隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが強固に連結されている状態となり得る。したがって、例えば、太陽電池アレイ4における種々の方向の荷重に対する強度がさらに向上し得る。
<1−4.太陽電池モジュールの固定>
図10で示されるように、第1太陽電池アレイ41は、複数の太陽電池モジュールMo1を支持している支持部St1を備えている。支持部St1は、設置対象部としての屋根部3の上に位置している。図10および図11で示されるように、支持部St1は、例えば、第1屋根部分31の凸状部分3prに沿って位置している。図10および図11の例では、支持部St1は、V字状に連結されている状態で位置している第1板状部Bd1と第2板状部Bd2とを有している。第1板状部Bd1は、第1屋根部分31の凸状部分3pr上から凹状部分3re上に向かうように位置している。第2板状部Bd2は、第1板状部Bd1とは逆側において第1屋根部分31の凸状部分3pr上から凹状部分3re上に向かうように位置している。支持部St1は、第1屋根部分31に対して固定されている。例えば、支持部St1が第1屋根部分31に対してネジなどの締結部材Sc1で固定されている状態が採用され得る。
上述したように、例えば、第1太陽電池アレイ41では、第1方向(+y方向)において隣り合うように位置している第1太陽電池モジュールMo11と第2太陽電池モジュールMo12とが連結されている状態で位置している。このため、支持部St1は、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合うように位置している第1太陽電池モジュールMo11および第2太陽電池モジュールMo12のうちの何れか一方の太陽電池モジュールMo1が固定されている状態で位置していてよい。このように、第1太陽電池モジュールMo11および第2太陽電池モジュールMo12のうちの何れか一方の太陽電池モジュールMo1が支持部St1に固定されている構造が採用されれば、太陽電池モジュールMo1が支持部St1に固定されている箇所が減る。これにより、例えば、屋根部3に対して太陽電池アレイ4を設置する際に、屋根部3上に位置している支持部St1に対して太陽電池モジュールMo1を固定する箇所が削減され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4の施工が容易となり得る。
具体的には、例えば、第1太陽電池アレイ41では、第1太陽電池モジュールMo11の第1フレーム部材F11と第2太陽電池モジュールMo12の第2フレーム部材F12とが連結されている状態で位置している。このため、例えば、第1太陽電池モジュールMo11の第1フレーム部材F11および第2太陽電池モジュールMo12の第2フレーム部材F12のうちの何れか一方のフレーム部材が支持部St1に固定されている状態で位置していてもよい。図9(b)および図10の例では、第1太陽電池モジュールMo11が第2太陽電池モジュールMo12の斜め下に位置している。このため、例えば、第1太陽電池モジュールMo11の第1フレーム部材F11が支持部St1に固定されている構成が採用されれば、第1太陽電池アレイ41の強度を維持しつつ第1太陽電池アレイ41の施工が容易となり得る。
図10の例では、第1太陽電池モジュールMo11が支持部St1に固定されている状態で位置している。具体的には、第1フレーム部材F11の第1被支持部Fg1が、支持部St1と固定用具Fc1とによって挟持されている状態で位置している。固定用具Fc1は、例えば、支持部St1上において、支持部St1に対して締結部材Fx1によって締結されている。図10の例では、締結部材Fx1は、ボルトBt1とナットNt1とを有している。固定用具Fc1には、例えば、金属製の金具が適用される。また、第1フレーム部材F11の第1被支持部Fg1は、支持部St1によって支持されている状態で位置している。第2フレーム部材F12の第2被支持部Fg2は、固定用具Fc1を介して支持部St1によって支持されている状態で位置している。
ところで、ここでは、図11で示されるように、第1屋根部分31は、直接あるいは他の部材を介して、第1桁部231、第2桁部232および第3桁部233の何れかに、締結部材Fx0によって固定されている状態で位置している。締結部材Fx0は、例えば、ボルトBt0とナットNt0とワッシャーWs0とを含む。
<1−5.第1実施形態のまとめ>
第1実施形態に係る太陽電池装置100では、例えば、1つの太陽電池モジュールMo1において、相対する第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが、同様な構成を有している。このとき、例えば、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが相互に面対称の関係を有する断面形状を有している構成が実現され得る。すなわち、例えば、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な形状を有している構成が実現され得る。これにより、太陽電池アレイ4に用いられるフレームF1を構成するための部材の種類が削減され得る。その結果、第1フレーム部材F11および第2フレーム部材F12を含む複数の部材の在庫管理が簡単になり得る。また、例えば、同様な形状を有している第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とを、共通の金型を用いて効率よく製造することが可能となる。これにより、例えば、太陽電池アレイ4、この太陽電池アレイ4に用いる太陽電池モジュールMo1および太陽電池モジュールMo1用のフレーム部材ユニットFu1の生産性が向上し得る。
<2.他の実施形態>
本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<2−1.第2実施形態>
上記第1実施形態において、例えば、図12(a)から図14で示されるように、第1フレーム部材F11および第2フレーム部材F12ではなく、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14の何れか一方の部材が支持部St1に固定されてもよい。
図12(a)から図14の例では、支持部St1として、長手方向が第1方向(+y方向)に沿った方向である部材(長尺部材ともいう)St1Aが採用されている。そして、1つの太陽電池モジュールMo1のうちの第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14の双方が、1つの長尺部材St1Aに固定されている。
ここで、第1屋根部分31上において複数の長尺部材St1Aが第5方向(+x方向)において並んでいる状態で位置している。各長尺部材St1Aは、第1屋根部分31に対して、例えば、ネジなどの締結部材で固定されている状態で位置している。長尺部材St1Aは、例えば、図13で示されるように、第1方向(+y方向)に沿った長手方向に垂直な断面がU字状である構成を有している。図13の例では、長尺部材St1Aは、第1板部U0、第2板部B0と第3板部C0とを有している。第1板部U0および第2板部B0は、第3方向(−z方向)において互いに対向している状態で位置している、xy平面に沿った平板状の部分である。第1板部U0が、第2板部B0よりも第4方向(+z方向)の側に位置している。第3板部C0は、第1板部U0と第2板部B0とを連結している、yz平面に沿った平板状の部分である。このような長尺部材St1Aは、例えば、アルミニウムの押し出し成形などで作製され得る。
第1太陽電池モジュールMo11における第1フレーム部材F11の第1壁状部Wl1は、例えば、長尺部材St1Aの一部が位置している空間を形成している状態で位置している第1欠け部Re1を有している。図12(b)および図13で示されるように、第1欠け部Re1は、第1壁状部Wl1を平面視した場合に、この第1壁状部Wl1のうちの第3方向(−z方向)の側に位置している角部が欠けているように凹んでいる状態で位置している部分である。ここでは、第1欠け部Re1の存在によって、長尺部材St1Aの一部が位置している空間(第1欠け空間ともいう)Ac1が形成された状態となっている。このような構成により、例えば、第1フレーム部材F11において、第1壁状部Wl1のうちの第1欠け部Re1が存在していない部分が、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14よりも第3方向(−z方向)に向けて延びた状態が実現され得る。このとき、第1フレーム部材F11の断面係数が向上し得る。したがって、例えば、太陽電池モジュールMo1における耐荷重性能が向上し得る。
第2太陽電池モジュールMol2における第2フレーム部材F12の第2壁状部Wl2は、例えば、長尺部材St1Aの一部が位置している空間を形成している状態で位置している第2欠け部Re2を有している。ここでも、上記第1実施形態と同様に、第1フレーム部材F11と第2フレーム部材F12とが同様な構成を有している。これにより、例えば、第1フレーム部材F11の第1長手方向(+x方向)に垂直な第1断面と、第2フレーム部材F12の第2長手方向(+x方向)に垂直な第2断面とが、第1仮想平面Pv1を基準として面対称の関係を有している構成が実現され得る。この場合には、第2欠け部Re2は、第2壁状部Wl2を平面視した場合に、この第2壁状部Wl2のうちの第3方向(−z方向)の側に位置している角部が欠けているように凹んでいる状態で位置している部分である。ここでは、第2欠け部Re2の存在によって、長尺部材St1Aの一部が位置している空間(第2欠け空間ともいう)Ac2が形成された状態となっている。このような構成により、例えば、第2フレーム部材F12においても、第1フレーム部材F11と同様に、第2壁状部Wl2のうちの第2欠け部Re2が存在していない部分が、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14よりも第3方向(−z方向)に向けて延びた状態が実現され得る。このとき、第2フレーム部材F12の断面係数が向上し得る。したがって、例えば、太陽電池モジュールMo1における耐荷重性能が向上し得る。
また、例えば、第1太陽電池モジュールMo11の第3フレーム部材F13および第2太陽電池モジュールMo12の第3フレーム部材F13は、それぞれ長尺部材St1Aの第4方向(+z方向)の側において長尺部材St1Aに沿って位置している。図12(b)で示されるように、第3フレーム部材F13は、例えば、第3被嵌合部Ft3と、第3壁状部Wl3と、第3被支持部Fg3と、を有している。第3被嵌合部Ft3は、太陽電池パネルPn1のうちの第3側面Ss13に沿った外周部分(第3外周部ともいう)が嵌まっている状態で位置している溝状の部分である。図12(b)の例では、第3被嵌合部Ft3は、xz平面に沿った断面が第6方向(−x方向)の側が開口しているU字状の部分である。第3被嵌合部Ft3の内部の空間(第3内部空間ともいう)Sp3における奥行き方向(第3奥行方向ともいう)は、第5方向(+x方向)である。第3壁状部Wl3は、第3方向(−z方向)において第3被嵌合部Ft3から延びている状態で位置している部分である。図12(a)および図12(b)の例では、第3壁状部Wl3は、yz平面に沿った平板状の形状を有している。第3被支持部Fg3は、例えば、第3壁状部Wl3の第3方向(−z方向)の側の端部に連結している状態で位置している。図12(a)および図12(b)の例では、第3被支持部Fg3は、第3壁状部Wl3から第6方向(−x方向)に突出している状態で位置しているxy平面に沿った平板状の部分である。図13の例では、第3被支持部Fg3は、長尺部材St1Aの上において、長尺部材St1Aによって支持されているとともに、締結部材Fx0による締結によって長尺部材St1Aに固定されている状態で位置している。
また、例えば、第1太陽電池モジュールMo11の第4フレーム部材F14および第2太陽電池モジュールMo12の第4フレーム部材F14は、それぞれ長尺部材St1Aの第4方向(+z方向)の側において長尺部材St1Aに沿って位置している。第4フレーム部材F14としては、例えば、第3フレーム部材F13と同様な構造を有するものが採用される。この場合には、太陽電池モジュールMo1では、第4フレーム部材F14は、太陽電池パネルPn1のうちの第4側面Ss14に沿った外周部分(第4外周部分ともいう)が嵌まっている状態で位置している。ここでは、第3フレーム部材F13の構造と第4フレーム部材F14の構造とは、太陽電池パネルPn1を挟んで対称の関係を有している。このとき、第4フレーム部材F14は、例えば、第4外周部分が嵌まっている状態で位置している第4溝状部分と、第4溝状部分から第3方向(−z方向)に延びている状態で位置している第4壁状部と、第4被支持部Fg4と、を有している。第4被支持部Fg4は、第4壁状部の第3方向(−z方向)の側の端部に連結している部分である。図13の例では、第4被支持部Fg4は、長尺部材St1Aの上において、長尺部材St1Aによって支持されているとともに、締結部材Fx0による締結によって長尺部材St1Aに固定されている状態で位置している。
また、図13および図14で示されるように、第1太陽電池アレイ41において、例えば、長尺部材St1Aと第3フレーム部材F13との間にスペーサ部Sp0が位置していてもよい。図13および図14の例では、長尺部材St1A上にスペーサ部Sp0が位置しており、このスペーサ部Sp0の上に第3フレーム部材F13の第3被支持部Fg3が位置している。また、例えば、長尺部材St1Aと第4フレーム部材F14との間にもスペーサ部Sp0が位置していてもよい。図13の例では、長尺部材St1A上にスペーサ部Sp0が位置しており、このスペーサ部Sp0の上に第4フレーム部材F14の第4被支持部Fg4が位置している。
このような構成では、例えば、長尺部材St1Aの上で、スペーサ部Sp0の存在によって、長尺部材St1Aの長手方向(+y方向)に対して、第3フレーム部材F13の長手方向および第4フレーム部材F14の長手方向を相対的に傾斜させることができる。これにより、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合って位置している第1太陽電池モジュールMo11の第1フレーム部材F11と第2太陽電池モジュールMo12の第2フレーム部材F12との間に高低差が生じている状態が容易に実現され得る。その結果、第1太陽電池モジュールMo11の第1フレーム部材F11が、第2太陽電池モジュールMo12の第2フレーム部材F12に嵌合している状態が容易に実現され得る。
<2−2.第3実施形態>
上記各実施形態において、例えば、図15(a)および図15(b)で示されるように、上記第1フレーム部材F11が第1フレーム部材F11Bに変更され、上記第2フレーム部材F12が第2フレーム部材F12Bに変更されてもよい。第1フレーム部材F11Bは、上記第1フレーム部材F11を基本構成として、第1張出部Pr1および第2張出部Pr2が除かれ、第1凸状部Cv1が第1被嵌合部Ft1よりも第3方向(−z方向)の側に位置している状態に変更されたものである。第2フレーム部材F12Bは、上記第2フレーム部材F12を基本構成として、第3張出部Pr3および第4張出部Pr4が除かれ、第2凸状部Cv2が第2被嵌合部Ft2よりも第3方向(−z方向)の側に位置している状態に変更されたものである。
図15(a)および図15(b)の例では、第1フレーム部材F11Bについては、第1壁状部Wl1は、第1被嵌合部Ft1のうちの第2部分Pa2の第1方向(+y方向)の側の端部から第3方向(−z方向)に延びている状態で位置している。第1凸状部Cv1は、第1壁状部Wl1のうちの第4方向(+z方向)の側において、第1壁状部Wl1から第1方向(+y方向)に突出している状態で位置している。第1溝状部Tr1は、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)の側に位置している部分と、第1突起部Pj1と、第1壁状部Wl1と、によって形成されている状態にある。また、第1被支持部Fg1は、第1壁状部Wl1の第3方向(−z方向)の側の端部から第2方向(−y方向)に突出している状態で位置している。
図15(a)および図15(b)の例では、第2フレーム部材F12Bについては、第2壁状部Wl2は、第2被嵌合部Ft2のうちの第5部分Pa5の第2方向(−y方向)の側の端部から第3方向(−z方向)に延びている状態で位置している。第2凸状部Cv2は、第2壁状部Wl2のうちの第4方向(+z方向)の側において、第2壁状部Wl2から第2方向(−y方向)に突出している状態で位置している。第2溝状部Tr2は、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)の側に位置している部分と、第2突起部Pj2と、第2壁状部Wl2と、によって形成されている状態にある。また、第2被支持部Fg2は、第2壁状部Wl2の第3方向(−z方向)の側の端部から第1方向(+y方向)に突出している状態で位置している。
また、ここで、例えば、図16(a)および図16(b)で示されるように、第1凸状部Cv1が2つ以上の第1突出部Oh1を含む構成であってもよいし、第2凸状部Cv2が2つ以上の第2突出部Oh2を含む構成であってもよい。換言すれば、第1凸状部Cv1は1つ以上の第1突出部Oh1を含む構成であってもよいし、第2凸状部Cv2は1つ以上の第2突出部Oh2を含む構成であってもよい。図16(a)および図16(b)の例では、第1凸状部Cv1は、第4方向(+z方向)の側の部分を構成している第1突出部Oh1と、第3方向(−z方向)の側の部分を構成している第1突出部Oh1と、を有している。換言すれば、第1凸状部Cv1は、2つの第1突出部Oh1と、この2つの第1突出部Oh1の間に位置している空間D1と、によって構成されている。また、第2凸状部Cv2は、第4方向(+z方向)の側の部分を構成している第2突出部Oh2と、第3方向(−z方向)の側の部分を構成している第2突出部Oh2と、を有している。換言すれば、第2凸状部Cv2は、2つの第2突出部Oh2と、この2つの第2突出部Oh2の間に位置している空間D2と、によって構成されている。このような構成が採用されれば、例えば、第1凸状部Cv1および第2凸状部Cv2を構成する素材の使用量が低減され得る。
<2−3.第4実施形態>
上記第3実施形態において、例えば、図17(a)および図17(b)で示されるように、上記第1フレーム部材F11Bが第1フレーム部材F11Cに変更され、上記第2フレーム部材F12Bが第2フレーム部材F12Cに変更されてもよい。第1フレーム部材F11Cは、上記第1フレーム部材F11Bを基本構成として、第1凸状部Cv1の位置が第1被嵌合部Ft1の第1方向(+y方向)の側の位置に変更された構成を有している。第2フレーム部材F12Cは、上記第2フレーム部材F12Bを基本構成として、第2凸状部Cv2の位置が第2被嵌合部Ft2の第2方向(−y方向)の側の位置に変更された構成を有している。
ここで、例えば、第1被嵌合部Ft1の第1部分Pa1の第4方向(+z方向)の側の面(第3面ともいう)S3と、第1凸状部Cv1の第4方向(+z方向)の側の面(第4面ともいう)S4と、が直接接続していてもよい。さらに、例えば、第4面S4が、第4方向(+z方向)において第3面S3と同一の位置に存在していてもよい。ここで、例えば、第4面S4が第3面S3よりも少し第4方向(+z方向)の側の位置に存在していてもよい。図17(a)および図17(b)の例では、第3面S3と第4面S4とが連続した1つの平面を構成している。ここでは、例えば、第1フレーム部材F11Cと第2フレーム部材F12Cとが同様な形状を有している構成が採用され得る。このため、第2被嵌合部Ft2の第4部分Pa4の第4方向(+z方向)の側の面(第5面ともいう)S5と、第2凸状部Cv2の第4方向(+z方向)の側の面(第6面ともいう)S6と、が直接接続している構成が採用され得る。さらに、例えば、第6面S6が、第4方向(+z方向)において第5面S5と同一の位置に存在している構成が採用されてもよい。ここで、例えば、第6面S6が、第5面S5よりも少し第4方向(+z方向)の側の位置に存在していてもよい。図17(a)および図17(b)の例では、第5面S5と第6面S6とが連続した1つの平面を構成している。
このような構成について、例えば、隣り合う太陽電池モジュールMo1の間で第1フレーム部材F11Cの第1凸状部Cv1が斜め下方から斜め上方に向けて第2フレーム部材F12Cの第2溝状部Tr2に嵌合された状態にある第1太陽電池アレイ41を想定する。この第1太陽電池アレイ41では、例えば、第1フレーム部材F11Cの第1凸状部Cv1の上面としての第4面S4が、直接接続している第1フレーム部材F11の第1被嵌合部Ft1の上面としての第3面S3よりも低くなりにくい。また、第2フレーム部材F12Cの第2凸状部Cv2の上面としての第6面S6が、直接接続している第2フレーム部材F12Cの第2被嵌合部Ft2の上面としての第5面S5よりも高くなりにくい。これにより、例えば、隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、斜め上方の第2太陽電池モジュールMo12の上面から斜め下方の第1太陽電池モジュールMo11の上面に向けて雨水が流れる際に、第1フレーム部材F11Cと第2フレーム部材F12Cとの間の領域において雨水が滞留しにくい。その結果、例えば、太陽電池パネルPn1の上面としての第1面Fs1において、雨水の乾燥による汚れが付着しにくく、ガラスなどの白く濁った白やけなどが生じにくい。したがって、例えば、太陽電池モジュールMo1および太陽電池アレイ4において、光電変換効率が低下しにくい。
また、ここで、例えば、図18(a)および図18(b)で示されるように、第1突起部Pj1の第3方向(−z方向)における幅が、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)における幅(第1の幅)W1と同一であってもよい。ここでは、第1フレーム部材F11Cと第2フレーム部材F12Cとが同様な構成を有している。このため、第2突起部Pj2の第3方向(−z方向)における幅が、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)における幅(第1の幅)W1と同一であってもよい。このとき、例えば、図18(b)で示されるように、第1フレーム部材F11Cの第1凸状部Cv1が、第2フレーム部材F12Cの第2溝状部Tr2に嵌合している状態で位置している場合を想定する。この場合には、第2フレーム部材F12Cの第2突起部Pj2も、第1フレーム部材F11Cの第1溝状部Tr1に嵌合している状態で位置している。これにより、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、2箇所における嵌合により、第1フレーム部材F11Cと第2フレーム部材F12Cとが強固に連結されている状態が実現され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4における種々の方向の荷重に対する強度が向上し得る。
<2−4.第5実施形態>
上記第4実施形態において、例えば、図19(a)および図19(b)で示されるように、上記第1フレーム部材F11Cが第1フレーム部材F11Dに変更され、上記第2フレーム部材F12Cが第2フレーム部材F12Dに変更されてもよい。第1フレーム部材F11Dは、例えば、上記第1フレーム部材F11Cを基本構成として、第1被嵌合部Ft1の少なくとも一部が、第1凸状部Cv1内に位置している状態に変更されたものである。ここでは、第1フレーム部材F11Dと第2フレーム部材F12Dとが同様な構成を有している。このため、第2フレーム部材F12Dは、例えば、上記第2フレーム部材F12Cを基本構成として、第2被嵌合部Ft2の少なくとも一部が、第2凸状部Cv2内に位置している状態に変更されたものである。
ところで、上述した第1実施形態においても、例えば、第1被嵌合部Ft1が、第1凸状部Cv1内に位置している状態にあり、第2被嵌合部Ft2が、第2凸状部Cv2内に位置している状態にある。
このように、例えば、第1凸状部Cv1内に第1被嵌合部Ft1の少なくとも一部が位置していれば、第1フレーム部材F11Dを構成する素材の量が低減され得る。同様に、例えば、第2凸状部Cv2内に第2被嵌合部Ft2の少なくとも一部が位置していれば、第2フレーム部材F12Dを構成する素材の量が低減され得る。また、このような構成が採用されれば、例えば、第1太陽電池アレイ41を第3方向(−z方向)に向けて平面視した場合に、第1方向(+y方向)において隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、フレームF1が占める面積が低減され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4において、有効面積が増加して、出力が向上し得る。
<2−5.第6実施形態>
上記各実施形態において、例えば、図20(a)から図20(c)で示されるように、上記第1フレーム部材F11,F11B,F11C,F11Dが第1フレーム部材F11Eに変更され、上記第2フレーム部材F12,F12B,F12C,F12Dが第2フレーム部材F12Eに変更されてもよい。第1フレーム部材F11Eは、例えば、上記第1フレーム部材F11,F11B,F11C,F11Dを基本構成として、第1凸状部Cv1の第1の幅W1と第1溝状部Tr1の第2の幅W2とが、相互に異なる第1の幅W1Gと第2の幅W2Gとに変更されたものである。第2フレーム部材F12Eは、例えば、上記第2フレーム部材F12,F12B,F12C,F12Dを基本構成として、第2凸状部Cv2の第1の幅W1と第2溝状部Tr2の第2の幅W2とが、相互に異なる第1の幅W1Gと第2の幅W2Gとに変更されたものである。
図20(a)から図20(c)の例では、第1凸状部Cv1は、第1壁状部Wl1から第1方向(+y方向)に突出している。ここでは、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)における幅は、第1方向(+y方向)に進む程、大きくなっている状態にある。そして、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)における最大の幅が、第1の幅W1Gとされている。第1溝状部Tr1の第3方向(−z方向)における幅は、第1方向(+y方向)の側において開口している部分よりも、第2方向(−y方向)における奥側の部分において、大きくなっている状態にある。そして、第1溝状部Tr1の第3方向(−z方向)における最小の幅が、第2の幅W2Gとされている。また、ここでは、第1凸状部Cv1のうちの第4方向(+z方向)の側の先端の部分には、第1フック部Fk1が存在している。第1凸状部Cv1のうちの第3方向(−z方向)の側の根元の部分であって、第1溝状部Tr1のうちの第4方向(+z方向)の側の最奥の部分には、第4方向(+z方向)に凹んでいる状態にある第1凹部Ca1が存在している。
また、図20(a)から図20(c)の例では、第2凸状部Cv2は、第2壁状部Wl2から第2方向(−y方向)に突出している。ここでは、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)における幅は、第2方向(−y方向)に進む程、大きくなっている状態にある。そして、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)における最大の幅が、第1の幅W1Gとされている。第2溝状部Tr2の第3方向(−z方向)における幅は、第2方向(−y方向)の側において開口している部分よりも、第1方向(+y方向)における奥側の部分において、大きくなっている状態にある。そして、第2溝状部Tr2の第3方向(−z方向)における最小の幅が、第2の幅W2Gとされている。また、ここでは、第2凸状部Cv2のうちの第4方向(+z方向)の側の先端の部分には、第2フック部Fk2が存在している。第2凸状部Cv2のうちの第3方向(−z方向)の側の根元の部分であって、第2溝状部Tr2のうちの第4方向(+z方向)の側の最奥の部分には、第4方向(+z方向)に凹んでいる状態にある第2凹部Ca2が存在している。
上記構成を有する場合には、例えば、図20(a)から図20(c)で示されるように、第1フレーム部材F11Eの第1凸状部Cv1が、第2フレーム部材F12Eの第2溝状部Tr2に嵌合され得る。ここで、例えば、図20(c)で示されるように、第1方向(+y方向)において隣り合う太陽電池モジュールMo1の間において、第1フレーム部材F11Eの第1凸状部Cv1が、第2フレーム部材F12Eの第2溝状部Tr2に嵌合している状態で位置している場合を想定する。この場合には、第1フック部Fk1が第2凹部Ca2に嵌合している状態で位置している。これにより、第1フレーム部材F11Eと第2フレーム部材F12Eとが強固に連結されている状態が実現され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4における種々の方向の荷重に対する強度が向上し得る。
ここで、例えば、図21(a)から図21(c)で示されるように、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)における幅が、第1方向(+y方向)に進む程大きくなっている構成が採用されていなくてもよい。このとき、例えば、第1凸状部Cv1の第3方向(−z方向)における幅が、第1方向(+y方向)の側の部分よりも第2方向(−y方向)の側の少なくとも一部分の方が小さい状態にある構成が採用され得る。また、例えば、第1溝状部Tr1の第3方向(−z方向)における幅が、第1方向(+y方向)の側の部分よりも第2方向(−y方向)の側の少なくとも一部分の方が大きい状態にある構成が採用され得る。
また、同様に、例えば、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)における幅が、第2方向(−y方向)に進む程大きくなっている構成が採用されていなくてもよい。このとき、例えば、第2凸状部Cv2の第3方向(−z方向)における幅が、第2方向(−y方向)の側の部分よりも第1方向(+y方向)の側の少なくとも一部分の方が小さい状態にある構成が採用され得る。また、例えば、第2溝状部Tr2の第3方向(−z方向)における幅が、第2方向(−y方向)の側の部分よりも第1方向(+y方向)の側の少なくとも一部分の方が大きい状態にある構成が採用され得る。
<3.その他>
上記各実施形態では、例えば、一部分が除かれる工程などによって、第1フレーム部材F11,F11B,F11C,F11D,F11Eと、第2フレーム部材F12,F12B,F12C,F12D,F12Eとが、若干異なる形状を有していてもよい。この場合でも、例えば、第1フレーム部材F11,F11B,F11C,F11D,F11Eの第1断面の形状と、第2フレーム部材F12,F12B,F12C,F12D,F12Eの第2断面の形状とが、第1仮想平面Pv1を基準として面対称の関係を有している部分が存在している状態が実現され得る。換言すれば、例えば、第1フレーム部材F11,F11B,F11C,F11D,F11Eと、第2フレーム部材F12,F12B,F12C,F12D,F12Eとが、実質的に同一の形状を有する構成が採用されてもよい。
上記各実施形態では、例えば、第1方向(+y方向)において隣り合う第1太陽電池モジュールMo11および第2太陽電池モジュールMo12の双方が、支持部St1あるいは長尺部材St1Aに固定されている状態であってもよい。
上記第3実施形態では、例えば、長尺部材St1Aが、スペーサ部Sp0の代わりに、スペーサ部Sp0と同様な役割を果たす、凸部あるいは傾斜部を、第4方向(+z方向)の側に有していてもよい。
上記第3実施形態では、例えば、第5方向(+x方向)において隣り合って位置している太陽電池モジュールMo1同士が連結されている状態で位置していてもよい。具体的には、例えば、第5方向(+x方向)において隣り合って位置している太陽電池モジュールMo1の間において、第3フレーム部材Fl3と第4フレーム部材F14とが、直接あるいは他の部材を介して連結している状態で位置していてもよい。このような場合には、例えば、第3フレーム部材Fl3および第4フレーム部材F14のうちの何れか一方のフレーム部材が長尺部材St1Aに固定されている状態が採用され得る。このような構成が採用されれば、太陽電池モジュールMo1が長尺部材St1Aに固定されている箇所が減る。これにより、例えば、屋根部3に対して太陽電池アレイ4を設置する際に、屋根部3上に位置している長尺部材St1Aに対して太陽電池モジュールMo1を固定する箇所が削減され得る。その結果、例えば、太陽電池アレイ4の施工が容易となり得る。
上記第1実施形態および上記第3実施形態から上記第6実施形態では、例えば、第3フレーム部材F13および第4フレーム部材F14が存在していなくてもよい。
上記各実施形態では、例えば、設置対象部は、屋根部3以外の種々の構造体であってもよい。種々の構造体には、例えば、建築物の壁面部などが含まれ得る。
上記各実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは言うまでもない。