JP7012552B2 - 太陽電池モジュール及び太陽光発電システム - Google Patents
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Description
(構成)
本実施形態の太陽電池モジュール1は、それ自体に屋根瓦の機能を持たせ、屋根の上に通常の屋根瓦と混在させて並べるようにした瓦一体型のものであり、図1に示すように四角形状の太陽電池モジュール本体2と、その周縁部四辺に取り付けられた4つの枠体3とを備えている。太陽電池モジュール本体2は各列同一個数の太陽電池セル2a、2b、2cからなる3列の太陽電池セル群から構成されている。太陽電池モジュール本体2は受光面側の透光性基板、太陽電池セル及び裏面側を絶縁保護するバックシートを積層したものであって、封止材によってそれらが互いに接着されている。そして、太陽電池モジュール本体2の受光面から入射した太陽光が太陽電池セル2a、2b、2cに当たることで発電が行われる。本実施形態では、太陽電池セルの種類は特に限定されず、例えば、単結晶、多結晶、薄膜等のシリコン系太陽電池、GaAs、CdTe、CdS等の化合物系太陽電池、色素増感、有機薄膜等の有機系太陽電池等があげられる。
本発明に係る太陽電池モジュール1の動作を説明する。図5は、図4で示すような回路構成を有する太陽電池モジュール1を図2に示したように設置した場合の、太陽電池モジュール1u、1m、1dと日射角度の関係を示すものである。例えば枠体3u、3mに対する相対角度βをもって太陽電池モジュール1mに日が射せば、上段の枠体3uにより生じる影が太陽電池モジュール1mに投影されることとなる。
従来の太陽電池モジュールは、枠体の一辺に沿う方向に配置された太陽電池セルが2列毎に直列接続された2つの太陽電池セルストリングを備え、それら太陽電池セルストリングの始端と終端とにそれぞれバイパスダイオードが接続される構造となっている。このため、図17に示すように太陽電池セルに影が投影された場合、発電量の低下は太陽電池セル2列分におよんでいた。しかし、本発明では、枠体3について影の生じやすい棟側の一辺に隣接する位置では、太陽電池セル2aの1列を直列接続した太陽電池セル群である太陽電池セルストリング4Aの始端と終端との間にバイパスダイオードを接続するようにした。このため、棟側の枠体3によって太陽電池セルの一部が影に覆われやすく、バイパスダイオードが作用する頻度の高い太陽電池セルストリング4Aを太陽電池セル1列分とすることで、従来の太陽電池モジュールと比較して太陽電池モジュールの1日あたりの発電量の低下の割合を低減することができる。
実施形態2の構成を図9に示す。図4で示した実施形態1に従う太陽電池モジュールに軒側方向にさらに2列からなる太陽電池セル2d、2eを配置するものである。実施形態1では3列の太陽電池セルの構成であったところ、実施形態2の太陽電池モジュールでは2列構成の太陽電池セルストリングを1つ軒側方向に追加し、太陽電池モジュール全体では複数の太陽電池セルを枠体に沿う方向に5列で配置する構成としたものである。
(構成)
図10は実施形態3における太陽電池モジュール1の回路図である。ここで実施形態1と同じく太陽電池セル2aは棟側に向き、太陽電池セル2cは軒側に向いているとする。そのうえで、実施形態1で示した太陽電池モジュールの回路図(図4)と異なるのは太陽電池セルストリングの構成である。
実施形態4は、太陽電池モジュールの棟側又は軒側の両辺周辺に生じる影による発電量の低下を少なくするための太陽電池モジュールの太陽電池セルストリングの構成に関するものである。すなわち、実施形態1と実施形態3とで示された太陽電池モジュールの太陽電池セルストリングの構成の特徴を包含するものである。
2 太陽電池モジュール本体
2a、2b、2c、2d、2e 太陽電池セル
3、3u、3m、3d 枠体
4A、4BC、4DE 太陽電池セルストリング
4AB、4C 太陽電池セルストリング
4D 太陽電池セルストリング
10a、10bc、10de バイパスダイオード
10ab、10c バイパスダイオード
10d バイパスダイオード
20、21 端子
30 雪止金具
51 太陽電池モジュール
52a、52b、52c、52d 太陽電池セル
54AB、54CD 太陽電池セルストリング
55 影
60ab、60cd バイパスダイオード
S1、S2 影
Claims (4)
- 複数の太陽電池セルと、屋根上に設置される際に軒側および棟側となる辺にそれぞれ固定された枠体と、を有する太陽電池モジュールにおいて、
前記枠体に沿う方向に1列で配置された前記太陽電池セルを直列接続した第1太陽電池セルストリングと、
前記第1太陽電池セルストリングの始端と終端との間に電気的に接続された第1バイパスダイオードと、
前記枠体に沿う方向に2列で配置された前記太陽電池セルを直列接続した第2太陽電池セルストリングと、
前記第2太陽電池セルストリングの始端と終端との間に電気的に接続された第2バイパスダイオードと、を備え、
前記第1太陽電池セルストリングの終端と前記第2太陽電池セルストリングの始端、または前記第1太陽電池セルストリングの始端と前記第2太陽電池セルストリングの終端とが電気的に接続されており、
前記第1太陽電池セルストリングが前記枠体に隣接して配置されている太陽電池モジュール。 - 前記枠体に沿う方向に1列で配置された前記太陽電池セルを直列接続した第3太陽電池セルストリングと、
前記第3太陽電池セルストリングの始端と終端との間に電気的に接続された第3バイパスダイオードとを備え、
前記第3太陽電池セルストリングが、前記第1太陽電池セルストリングが隣接する前記枠体と対向する他の前記枠体に隣接して配置されている請求項1に記載の太陽電池モジュール。 - 請求項1または2に記載の太陽電池モジュールを屋根の傾斜に沿って複数設置した太陽光発電システムであって、
前記屋根上に設置された第1太陽電池モジュールと、前記第1太陽電池モジュールに対して前記屋根の棟側に隣接して設置された第2太陽電池モジュールとを含み、
前記第1太陽電池モジュールの棟側の前記枠体上に、前記第2太陽電池モジュールの軒側の前記枠体が設置され、
前記第1太陽電池モジュールの棟側の前記枠体に、前記第1太陽電池モジュールの前記第1太陽電池セルストリングが隣接するように設置された太陽光発電システム。 - 請求項1または2に記載の太陽電池モジュールを屋根の傾斜に沿って複数設置した太陽光発電システムであって、
前記太陽電池モジュールの軒側の前記枠体に近接して固定され、かつ軒側の前記枠体の上面よりも上方に突出した雪止部材を備え、
前記第1太陽電池セルストリングが軒側の前記枠体に隣接して配置された太陽光発電システム。
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