JP7086550B2 - 太陽電池モジュールの設置方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュールの設置方法に関する。
従来、太陽電池モジュールを住宅等の建物又はカーポート等の屋根に施工することが行われている。太陽電池モジュールを屋根に設置する方法としては、例えば、あらかじめ屋根上に架台を形成し、この架台に太陽電池モジュールを取り付けて固定させる施工方法が知られている。
太陽電池モジュールは、一般的に、その淵がアルミニウム製のフレーム（枠材）に囲まれた構造を有する。このような太陽電池モジュールを、格子状に組んだアングル上にクランプ又はボルト等により固定して、太陽電池モジュールを屋根上に設置する方法が従来から多く採用されている。例えば、特許文献１には、複数の縦材と横材が組み合わされた架台がボルト等によって組まれた支持構造が開示されている。
しかしながら、従来から採用されている架台を用いて住宅又はカーポート等の屋根等へ太陽電池モジュールを設置する方法では、例えば、作業者が屋根の上で設置し、ボルト及びクランプ等の固定具で太陽電池モジュールを固定する作業を行う必要があった。この場合、屋根に十分な強度が担保されているとは限らず、作業者が太陽電池モジュールを持った状態で屋根に乗ると、作業者及び太陽電池モジュールの重みで屋根が破損するおそれがある上、作業者が落下する危険性が高いという問題があった。また、高所での設置作業を伴うことから、作業者が熟練を要するという制約もあった。
本発明らは上記に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの架台への設置を容易に行うことができ、軽量であるため屋根への負荷も抑制され、しかも、作業者が屋根に登らなくとも太陽電池モジュールの取り付け作業を行える太陽電池モジュールの設置方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、樹脂を含む材料で形成されたフレームで保護された太陽電池モジュールを、特定形状を有するレールを使用して設置することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の発明を包含する。
項１
屋根上に取り付けられた架台に太陽電池モジュールを設置する方法であって、
前記太陽電池モジュールは外周の少なくとも一部に、樹脂を含む材料で形成されたフレームを備え、
前記架台は、溝部が形成された複数本のレールを備え、かつ、一対のレールの互いの溝部が対向するように配置されて形成されており、
前記太陽電池モジュールの前記フレームを、前記溝部に嵌め込むことで、前記太陽電池モジュールを前記一対のレールに保持させる工程と、
前記溝部からの前記太陽電池モジュールの脱落を防止するために前記太陽電池モジュールを前記１対のレールに固定させる工程と、
を備える、太陽電池モジュールの設置方法。
項２
前記架台は、前記１対のレールを横架する横材をさらに備え、該横材は前記１対のレールと前記屋根との間で介在する、項１に記載の設置方法。
項３
前記のレールの少なくとも一方の端部に、前記太陽電池モジュールを係止する係止部材を設ける工程を備える、項１又は２に記載の設置方法。
項４
前記レールは、前記溝部が形成されている面とは反対側の面にも溝部が形成されている、項１～３のいずれか１項に記載の設置方法。
項１
屋根上に取り付けられた架台に太陽電池モジュールを設置する方法であって、
前記太陽電池モジュールは外周の少なくとも一部に、樹脂を含む材料で形成されたフレームを備え、
前記架台は、溝部が形成された複数本のレールを備え、かつ、一対のレールの互いの溝部が対向するように配置されて形成されており、
前記太陽電池モジュールの前記フレームを、前記溝部に嵌め込むことで、前記太陽電池モジュールを前記一対のレールに保持させる工程と、
前記溝部からの前記太陽電池モジュールの脱落を防止するために前記太陽電池モジュールを前記１対のレールに固定させる工程と、
を備える、太陽電池モジュールの設置方法。
項２
前記架台は、前記１対のレールを横架する横材をさらに備え、該横材は前記１対のレールと前記屋根との間で介在する、項１に記載の設置方法。
項３
前記のレールの少なくとも一方の端部に、前記太陽電池モジュールを係止する係止部材を設ける工程を備える、項１又は２に記載の設置方法。
項４
前記レールは、前記溝部が形成されている面とは反対側の面にも溝部が形成されている、項１～３のいずれか１項に記載の設置方法。
本発明の太陽電池モジュールの設置方法によれば、太陽電池モジュールの架台への設置を容易に行うことができ、軽量であるため屋根への負荷も抑制され、しかも、作業者が屋根に登らなくとも太陽電池モジュールの取り付け作業を行うことができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る太陽電池モジュールの設置方法の実施形態の一例を説明する斜視図である。以下、この図１に示される実施形態を例として、太陽電池モジュールの設置方法を説明する。
本実施形態の太陽電池モジュールの設置方法（以下、「本実施形態の設置方法」と略記する）では、太陽電池モジュール１６を、屋根２２上に取り付けられた架台２０に設置する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の設置方法において、太陽電池モジュール１６は、外周の少なくとも一部に、樹脂を含む材料で形成されたフレーム１４を備える。架台２０は、図１（ｂ）に示すように、溝部１９が形成された複数本のレール１８を備え、かつ、一対のレール１８ａ、１８ｂの互いの溝部１９が対向するように配置されて形成されている。
フレーム１４は、太陽電池セル１０の周縁の全体又は周縁の一部を被覆するように設けられている。後述するように（図１（ｃ）、（ｄ）参照）、太陽電池モジュール１６の少なくとも一対の側端部が溝部１９に嵌め込まれるので、フレーム１４は、太陽電池セル１０の四辺のうちの少なくとも一対の側端辺に設けられていることが好ましく、太陽電池セル１０の四辺すべて（つまり、周縁全体）にフレーム１４が設けられていることが好ましい。
太陽電池セル１０の種類及び大きさ等は特に限定されず、公知の太陽電池セルを広く採用することができる。太陽電池セル１０は、通常は、平面視矩形状に形成されている。
太陽電池セル１０の一例として、受光面側から順に、ガラス、封止材に封止された素子、バックシート等を備えた構造を上げることができる。なお、本実施形態の設置方法で使用する太陽電池セル１０の好ましい態様については後述する（図１３）。
フレーム１４は、樹脂を含む材料で形成されている限りは、樹脂の種類は特に限定されない。例えば、樹脂として、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、オレフィン系エラストマー、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレンなどからなる群から選択される１種又は２種以上を挙げることができる。この例示列挙からもわかるように、本明細書でいう樹脂とは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に限らず、ゴム及びエラストマー等の材料も含むことを意図する。
フレーム１４は、樹脂のみで形成されていてもよいし、樹脂以外の材料を含んでいてもよい。例えば、フレーム１４は、樹脂を５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上含む材料で形成することができる。
フレーム１４の構造は、太陽電池セル１０の側端面を覆うことができるように形成されている限りは、特にその構造は限定されない。フレーム１４に形状は、太陽電池セル１０の受光面側の面の一部と、受光面とは逆側の面の一部とを挟み込んで太陽電池セル１０の側端部を覆うことができるように形成されていることが好ましい。
太陽電池モジュール１６は、後述するレール１８ａ、１８ｂの溝部１９に嵌め込んだときにフレーム１４のみが溝部１９と接触していることが好ましい。より具体的には、フレーム１４は、太陽電池セル１０の側端から５ｍｍ以上の範囲覆うことが好ましく、また、２０ｍｍ以下の範囲を覆うことが好ましい。この場合、太陽電池セル１０内への雨水の浸透を十分に防ぐことができる。
フレーム１４の厚みは、溝部１９に嵌め込むことができる限りは特に限定されない。
フレーム１４を備える太陽電池モジュール１６は、例えば、太陽電池セル１０の側端部に、フレーム１４を嵌め込むことで製作することができる。例えば、太陽電池セル１０の四辺の側端部にフレーム１４を嵌め込むことで、太陽電池モジュール１６は、周縁全体にフレーム１４を備えることができる。
太陽電池モジュール１６がフレーム１４を有していることで、太陽電池モジュール１６の輸送時等において、例えば、衝撃があった際の太陽電池セルのガラスの割れを防止しやすい。太陽電池モジュール１６がフレーム１４を有していることで、太陽電池モジュールの強度を向上させることができることに加えて、従来から使用されていたアルミニウム製のフレームを使用する場合に比べて太陽電池モジュール１６の軽量にも寄与することができる。これにより、太陽電池モジュール１６の設置作業が行いやすくなる。
図１（ｂ）に示すように架台２０は、少なくとも複数本のレール１８を備えて構成される。図１（ｂ）では、二本のレール１８で構成される一対のレール１８ａ及び１８ｂにより、太陽電池モジュール１６を取り付けるための架台２０が形成されている。
レール１８は、溝部１９が形成されている。この溝部１９は、太陽電池モジュール１６のフレーム１４が挟み込まれるように形成されており、レール１８の全長にわたって形成されている。
溝部１９の形状は、太陽電池モジュール１６、特に、フレーム１４が挿入可能に形成されている限りは、特に限定されない。
架台２０は、複数本のレール１８が互いに所定の間隔を有しながら平行に配置されることで形成される。複数本のレール１８のうちの少なくとも隣り合う一対のレールは、互いの溝部１９が対向するように配置されている。
図１（ｂ）では、架台２０は、一対のレール１８ａ及び１８ｂを備え、該一対のレール１８ａ及び１８ｂに形成されている溝部１９が互いに対向するように配置されている。
図１（ｂ）では、レール１８は、例えば、平板が屈曲加工されて断面略Ｕ字状で長尺に形成されている。より具体的には、図１（ｂ）で示されるレール１８は、長尺の角柱状で、長手方向の４面のうちの１面に開口を備えて形成されている。該開口が溝部１９に相当する。なお、レール１８は図１（ｂ）で示される形状に限定されず、後述するようにその他の形状であってもよい。
レール１８を形成するための材料は特に限定されない。レール１８を形成するための材料は、例えば、従来から太陽電池モジュール設置用の架台で用いられる材料と同様とすることができる。具体的には、アルミニウム及び鉄からなる群から選択される１種又は２種以上の材料でレール１８を形成することができる。強度に優れ、かつ、雨水等による錆を防止しやすい点から、レール１８は、アルミニウムで形成されていることが好ましい。また、アルミニウム製のレール１８の場合は、レール１８を構成するアルミニウム厚みが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、太陽電池モジュール１６によるレール１８の変形等が防止されやすく、太陽電池モジュール１６を容易に支持することができる。
架台２０は、複数本のレール１８が屋根２２上に取り付けられて形成され得る。屋根２２への架台２０の取り付け方法、つまり、複数本のレール１８を屋根２２へ取り付ける方法は、特に制限されない。例えば、ボルト又はクランプ等の固定具を使用した公知の固定方法により、レール１８を屋根２２へ取り付けることができる。
架台２０は、屋根２２に直接取り付けてもよいし、屋根２２にあらかじめ他の架台を設けておき、この他の架台に架台２０を設けるようにしてもよい。他の架台は、従来から太陽電池モジュールを設置するために用いられている構成と同様とすることができる。例えば、太陽光を受光しやすいように、傾斜面を有していてもよい。
本実施形態の設置方法では、少なくとも下記の工程Ａ、Ｂを備える。
工程Ａ：太陽電池モジュール１６のフレーム１４を、溝部１９に嵌め込むことで、前記太陽電池モジュール１６を前記一対のレール１８（１８ａ、１８ｂ）に保持させる工程。
工程Ｂ：前記溝部１９からの前記太陽電池モジュール１６の脱落を防止するために前記太陽電池モジュール１６を前記１対のレール１８ａ、１８ｂに固定させる工程。
工程Ａ：太陽電池モジュール１６のフレーム１４を、溝部１９に嵌め込むことで、前記太陽電池モジュール１６を前記一対のレール１８（１８ａ、１８ｂ）に保持させる工程。
工程Ｂ：前記溝部１９からの前記太陽電池モジュール１６の脱落を防止するために前記太陽電池モジュール１６を前記１対のレール１８ａ、１８ｂに固定させる工程。
工程Ａでは、太陽電池モジュール１６の一対のレール１８ａ、１８ｂそれぞれの溝部１９に嵌め込む。これにより、太陽電池モジュール１６が一対のレール１８ａ、１８ｂで保持される。
太陽電池モジュール１６を、一対のレール１８ａ、１８ｂそれぞれの溝部１９に嵌め込む方法は、特に限定されない。
図１（ｃ）に示すように、例えば、１対のレール１８ａ及び１８ｂの一方の端部から他方の端部に向かって溝部１９を滑らせるように（滑合させるように）太陽電池モジュール１６を挿入させる。
これにより、図１（ｄ）に示すように、太陽電池モジュール１６の両側端部がそれぞれ、１対のレール１８ａ及び１８ｂの溝１９に挟み込まれて、太陽電池モジュール１６がレール１８で保持され得る。この場合、前述のように、太陽電池モジュール１６のうちのフレーム１４のみが溝１９に挟み込まれていることが好ましい。
太陽電池モジュール１６を一対のレール１８ａ、１８ｂに保持させる他の方法としては、例えば、一対のレール１８ａ、１８ｂのいずれか一方の溝１９に太陽電池モジュール１６の一端を挟み込ませ、次いで、他方の溝１９に太陽電池モジュール１６の他端を挟み込ませることもできる。
作業者の作業性が良好になりやすいという観点から、図１（ｃ）に示すように、１対のレール１８ａ及び１８ｂの一方の端部から他方の端部に向かって溝部１９を滑らせるように太陽電池モジュール１６を挿入させる方法が好ましい。この場合、例えば、作業者が屋根に登らずに、屋根より低い位置、例えば、屋根の下又は屋根の側面からであっても、太陽電池モジュール１６を溝部１９に挿入することができる。従って、作業時の危険性を低減することができ、また、屋根に登らなくてもよいので、屋根への負荷を軽減することもできる。
工程Ａにおいて、フレーム１４を備える太陽電池モジュール１６を準備する工程を有していてもよい。すなわち、工程Ａの中で、フレーム１４を太陽電池セル１０に取り付ける工程が含まれていてもよい。あるいは、工程Ａよりも前に、フレーム１４を備える太陽電池モジュール１６を準備する工程を設けておき、該工程で得られた太陽電池モジュール１６を工程Ａで使用してもよい。
また、工程Ａにおいて、架台２０を屋根２２に、又は、屋根２２にあらかじめ設けられている架台に取り付ける工程（以下、「架台設置工程」と略記する）を有していてもよい。すなわち、工程Ａの中で、架台設置工程が含まれていてもよい。あるいは、工程Ａよりも前に、架台設置工程を設け、該架台設置工程で形成された架台２０を工程Ａで使用してもよい。
フレーム１４を備える太陽電池モジュール１６を準備する工程は、工程Ａより前であること好ましい。また、架台設置工程は、フレーム１４を備える太陽電池モジュール１６を準備する工程よりも後であることが好ましい。この場合、太陽電池モジュール１６のサイズに見合う大きさの架台２０を屋根２２に設置することができる。
工程Ｂでは、太陽電池モジュール１６を、１対のレール１８ａ及び１８ｂに固定させる。工程Ｂでは、例えば、太陽電池モジュール１６がレール１８に挿入された状態で、太陽電池モジュール１６のレール１８と直交する端部の少なくとも一方を、係止等させることができる。これにより、太陽電池モジュール１６を１対のレール１８ａ及び１８ｂに固定できる。工程Ｂにより、太陽電池モジュール１６が架台２０に固定されて、太陽電池モジュール１６が溝部１９から滑り落ちるのを防止することができる。
工程Ｂにおいて、太陽電池モジュール１６を架台２０に固定させる方法は特に限定されない。例えば、係止部材を使用して、太陽電池モジュール１６を架台２０に固定させる方法が挙げられる。
図２は、係止部材３０を備える架台２０の斜視図であって、太陽電池モジュール１６を係止する係止部材３０が、レール１８の終端（短尺側）に設けられた斜視図である。この形態では、係止部材３０は、一対のレール１８ａ，１８ｂの一端どうしを横架して設けられている。係止部材３０は、一対のレール１８ａ，１８ｂの端部間に挟み込まれるように設けられていてもよい。
係止部材３０の形状は特に限定されない。例えば、係止部材３０は、レール１８と同様の部材を使用することができる。レール１８と同様の部材を係止部材３０として使用する場合、係止部材３０にも溝部１９が形成されているので、図２に示すように、この溝部１９が一対のレール１８ａ，１８ｂの間を望むように係止部材３０を配置させることができる。このように形成された架台２０を採用して太陽電池モジュール１６を一対のレール１８ａ，１８ｂ間に挿入させると、太陽電池モジュール１６の挿入側の端部も係止部材３０の溝部１９に嵌め込まれ得る。この場合にあっては、太陽電池モジュール１６の挿入側の端部も、前記フレーム１４を備えていることが好ましい。
係止部材３０を備える場合、太陽電池モジュール１６が一対のレール１８ａ，１８ｂから突き抜けるのを防止できることに加え、太陽電池モジュール１６が溝部１９から滑り落ちるのも防止できる。また、係止部材３０で太陽電池モジュール１６が固定されている場合、太陽電池モジュール１６の横方向に対する強度を向上させることもできる。
以上の観点から、本実施形態の設置方法では、レール１８の少なくとも一方の端部（少なくとも一方の短尺側の端部）に、太陽電池モジュール１６を係止する係止部材３０を設ける工程を備えることが好ましい。この工程は、工程Ａ内及び工程Ｂ内のいずれで行ってもよいし、工程Ａと工程Ｂの間で行うこともできる。
係止部材３０は、レール１８以外の部材であってもよく、例えば、平板状、湾曲状の金属板等を使用することもできる。また、係止部材３０は、必ずしもレール１８間を横架する必要はなく、太陽電池モジュール１６のレール１８から突き抜けない構造である限りは、その形状は特に限定されない。
係止部材３０をレール１８に取り付ける方法は特に限定されない。例えば、係止部材３０は、レール１８にボルト又は連結具等の固定具で取り付けることができる。あるいは、係止部材３０は、屋根２０に取り付けることもできる。
図３に示すように、係止部材３０は、一対のレール１８ａ，１８ｂの太陽電池モジュール１６の挿入側に設けられていてもよい。言い換えると、係止部材３０は、太陽電池モジュール１６のレール１８と直交する両側端部に設けることができる。これにより、太陽電池モジュール１６は、レール１８からの突き抜け及び滑り落ちが防止される。この観点から、係止部材３０は、一対のレール１８ａ，１８ｂの太陽電池モジュール１６の挿入側及び終端側の両方に設けられていることが好ましい。太陽電池モジュール１６の挿入側の係止部材３０も、レール１８と同じ部材とすることができる。係止部材３０の溝部１９は、太陽電池モジュール１６の挿入方向を向くように設けることができる。この場合、太陽電池モジュール１６の四辺全体（つまり、周縁全体）がフレーム１４を備えていることが好ましい。
太陽電池モジュール１６の挿入側に係止部材３０を設ける方法は特に限定されず、例えば、工程Ａによって、太陽電池モジュール１６を一対のレール１８ａ、１８ｂに保持させた後、太陽電池モジュール１６の挿入側に係止部材３０を固定させることができる。この係止部材３０の固定方法は特に限定されず、例えば、ボルト又は連結具等の固定具でレール１８又は屋根２０に取り付けることができる。係止部材３０は、一対のレール１８ａ，１８ｂの端部間に挟み込まれるように設けられていてもよい。
以上のように、本実施形態の設置方法では、太陽電池モジュールの架台への設置を容易に行うことができ、軽量であるため屋根への負荷も抑制され、しかも、作業者が屋根に登らなくとも太陽電池モジュールの取り付け作業を行うことができる。
図４は、本実施形態の設置方法で使用できるレール１８の他例を示している。この形態では、レール１８は、断面Ｌ字に形成され、長尺に形成されている。このレール１８では、溝部１９はレール１８の二辺で囲まれるように形成されている。
図５は、本実施形態の設置方法で使用できるレール１８の他例を示している。この形態では、レール１８は、ローラー部２４が設けられている。ローラー部２４は、溝部１９において、太陽電池モジュール１６をより滑りやすくすることを可能にする。
ローラー部２４は、図５に示すように、溝部１９の底面に設けることができる。ローラー部２４は、溝部１９の側面に設けてもよい。ローラー部２４は、レール１８において、例えば、間隔をあけながら複数設けることができる。ローラー部２４の溝部１９への取り付け方法は特に限定されない。ローラー部２４を形成するための材料も特に限定的ではない。
図６は、本実施形態の設置方法で使用できるレール１８の他例を示している。この形態では、レール１８は、通水部２６を備える。通水部２６によって、レール内に浸入した雨水等を抜くためレール内へ抜き出すことができる。通水部２６は、貫通孔であってもよいし、切り欠き部であってもよく、その形状は特に限定されない。通水部２６は、レール１８において、例えば、間隔をあけながら複数設けることができる。通水部２６の溝部１９への形成方法は特に限定されない。
本発明において、好ましいレール１８は、図１（ｂ）に示す形態のように、長尺の角柱状で、長手方向の４面のうちの１面に開口を備えて形成されている構造を有することである。このレール１８の場合、強風等による太陽電池モジュール１６の浮き等を抑止しやすい。
前述のレール１８は、溝部１９を一つ備えるものであるのに対し、溝部１９はレール１８に複数設けることもできる。
図７は、本実施形態の設置方法で使用できるレール１８のさらなる他例を示し、溝部１９がレール１８に複数設けられている。具体的にこの形態のレール１８は、長尺の角柱状に形成され、全ての面に溝部１９が形成されている。このレール１８を使用する場合は、レール１８のいずれの面を他のレール１８と対向させたとしても、溝部１９が対向するように一対のレール１８ａ，１８ｂを設置できる。
また、図７の形態のレール１８は、三本以上を平行に並列した場合であっても、すべての対になるレール１８どうしの溝部１９が対向するように配置されるので、複数の太陽電池モジュール１６を、架台２０に設置させることができる。
従って、レール１８は、図７の形態のように、溝部１９が形成されている面とは反対側の面にも溝部１９が形成されていることが好ましい。このレール１８を三本以上平行に並列した場合、すべての対になるレール１８どうしの溝部１９が対向し得るので、複数の太陽電池モジュール１６を架台２０に設置させることができる。なお、後述するように（図９、図１０参照）、太陽電池モジュール１６の背面パネルを設けるべく、レール１８は、同じ面に二つの溝部１９を有していることも好ましい。
図８は、本発明の太陽電池モジュールの設置方法で使用できる架台の他の形態を示す斜視図である。この形態の架台２０は、一対のレール１８ａ，１８ｂを横架する横材２８をさらに備え、該横材２８は前記一対のレール１８ａ，１８ｂと屋根２２との間で介在している。例えば、横材２８は、レール１８と直交するように配置される。
図８の形態のように、横材２８は、１対のレール１８ａ及び１８ｂの両短尺側に設けることができる。
横材２８を形成するための材料は特に限定されない。例えば、横材２８は、アルミニウム等の金属製の角材を好適に用いることができる。
横材２８をレール１８の屋根２２側の面に取り付ける方法は特に限定されず、公知の方法、例えば、ボルト等の固定具を用いて取り付けることができる。
また、横材２８の屋根２２又はあらかじめ設けられている別途の架台への取り付ける方法も特に限定されない。例えば、ボルト等の固定具を用いて、横材２８を屋根２２又はあらかじめ設けられている別途の架台に取り付けることができる。横材２８は、レール１８に取り付けてから屋根２２に設置してもよいし、あらかじめ横材２８のみを屋根２２に取り付けてから架台２０を形成することもできる。横材２８のレール１８への取り付け方法の一例として、１対のレール１８ａ及び１８ｂを互いに平行に配置させ、このレール１８の屋根２２側の面に対し、横材２８をレール１８と直行させるように取り付け固定ることができる。
横材２８の取り付けは、工程Ａの中で行ってもよいし、工程Ａよりも前にあらかじめ屋根２２に取り付けておいてもよい。
本発明の設置方法において、架台２０が横材２８を備える場合は、後述のように、太陽電池モジュール１６に備え付けられているジャンクションボックス及び配線等を目隠しするための背面パネルを設けることができるという利点がある。以下、ジャンクションボックス及び配線等の目隠しも可能とする、太陽電池モジュールの設置方法について詳述する。
図９及び図１０は、本発明の太陽電池モジュールの設置方法により架台に設置された太陽電池モジュールの設置例を示す。図９（ａ）は、太陽電池モジュール１６の受光面側から直視した場合の平面図、（ｂ）は（ａ）の逆側の面、つまり、太陽電池モジュール１６の裏面側から直視した場合の平面図である。図１０の（ａ）は図９（ａ）のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、この形態の太陽電池モジュールの設置構造は、架台２０は、互いに一対のレール１８ａ，１８ｂと横材２８とを備えて形成されている。横材２８は、屋根２２（図示はせず）に取り付けられており、一対のレール１８ａ，１８ｂを横架するように、一対のレール１８ａ，１８ｂの短尺側の両端部に設けられている。また、太陽電池モジュール１６は、一対のレール１８ａ，１８ｂのそれぞれの溝部１９に嵌め込まれて保持され、さらに、一対のレール１８ａ，１８ｂの両端にはそれぞれ係止部材３０が取り付けられている。これにより、太陽電池モジュール１６が架台２０に固定されている。
図１０（ａ）に示されるように、一対のレール１８ａ，１８ｂはいずれも、同じ面に二つの溝部１９が形成されている。二つの溝部１９は、レール１８の長尺方向に沿って平行に形成され、二つの溝部１９は間隔をおいて形成されている。受光面側の溝部１９には、太陽電池モジュール１６が嵌め込まれており、裏面側の溝部１９には、背面パネル４６が嵌め込まれている。なお、図１０の形態では、レール１８は、角柱状のレール１８の四面すべてに、二つの溝部１９が形成されている。図９及び図１０の形態における係止部材３０は、レール１８と同様の部材を使用でき、係止部材３０の受光面側の溝部１９には太陽電池モジュール１６を、裏面側の溝部１９には背面パネル４６を嵌め込むことができる。
背面パネル４６は、太陽電池モジュール１６に備え付けられているジャンクションボックス５０及び配線（図示せず）等を目隠しするための板材である。背面パネル４６が設けられていることで、屋根の裏面側から太陽電池モジュール１６を見上げた場合に、ジャンクションボックス５０及び配線が視認されるのを防止することができ、結果として、意匠性が向上する。特に、カーポート等の透明性の高い屋根である場合に、背面パネル４６の設置が有効である。さらに、仮に、太陽電池モジュール１６からジャンクションボックス５０が外れたとしても、背面パネル４６で受けることができるので、安全性も向上する。
以上の観点から、本発明の設置方法では、太陽電池モジュール１６の裏面側に背面パネル４６を取り付ける工程をさらに備えることが好ましい。前述のように、背面パネル４６は、レール１８の溝部１９に嵌め込まれる。
背面パネル４６の大きさ及び材質等は特に限定されない。例えば、背面パネル４６は、太陽電池モジュール１６と同様の大きさに形成することができる。また、背面パネル４６は、例えば、アルミニウム等の金属板又は樹脂板等で形成することができる。
図９及び図１０の形態の設置構造は、前記同様の方法、つまり、少なくとも工程Ａ及び工程Ｂを備える方法で形成することができる。背面パネル４６は、太陽電池モジュール１６を一対のレール１８ａ及び１８ｂ間に挿入するのと同様の手順で、一対のレール１８ａ及び１８ｂ間に挿入することができる。太陽電池モジュール１６及び背面パネル４６の挿入の順序は特に限定されない。背面パネル４６の嵌め込みは、工程Ａより前及び工程Ａの中のいずれであってもよい。
図１１及び図１２は、本発明の太陽電池モジュールの設置方法により架台に設置された太陽電池モジュールの他の設置例を示す。図１１（ａ）は、太陽電池モジュール１６の受光面側から直視した場合の平面図、（ｂ）は（ａ）の逆側の面、つまり、太陽電池モジュール１６の裏面側から直視した場合の平面図である。図１２の（ａ）は図１１（ａ）のＣ－Ｃ線断面図、（ｂ）は図１１（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、この形態の太陽電池モジュールの設置構造は、架台２０は、互いに一対のレール１８ａ，１８ｂと横材２８とを備えて形成されている。横材２８は、屋根２２（図示はせず）に取り付けられており、一対のレール１８ａ，１８ｂを横架するように設けられている。また、太陽電池モジュール１６は、一対のレール１８ａ，１８ｂのそれぞれの溝部１９に嵌め込まれて保持され、さらに、一対のレール１８ａ，１８ｂの太陽電池モジュール１６の両端にはそれぞれ係止部材３０が取り付けられており、これにより、太陽電池モジュール１６が架台２０に固定されている。
図１２（ａ）に示されるように、一対のレール１８ａ，１８ｂはいずれも、同じ面に一つの溝部１９が形成されている。この一対のレール１８ａ，１８ｂはいずれも、図７に示す形態のレールと同様である。
図１１及び図１２の形態における係止部材３０は、レール１８と同様の形状であって、大きさがレール１８よりも小さく形成されている。この係止部材３０にも溝部１９が形成されており、太陽電池モジュール１６が該溝部１９に嵌め込まれている。
図１１及び図１２の形態では、一対のレール１８ａ，１８ｂの裏面側にも係止部材３０が設けられている（図１２（ａ））。一対のレール１８ａ，１８ｂの裏面側に配置された係止部材３０の溝部１９には、背面パネル４６が嵌め込まれている。この背面パネル４６は、図９及び図１０の実施形態の背面パネル４６と同様とすることができる。
また、図１１及び図１２の形態では、横材２８にも溝部１９が形成されており、この溝部１９に背面パネル４６が嵌め込まれている（図１１（ｂ）、図１２（ｂ）参照）。横材２８は、一対のレール１８ａ，１８ｂの裏面側にも係止部材３０同様、レール１８と同様の形状であって、大きさがレール１８よりも小さく形成されている。
つまり、図１１及び図１２の形態では、背面パネル４６は、横材２８の溝部１９、及び、一対のレール１８ａ，１８ｂの裏面側の係止部材３０によって固定されている。
図１１及び図１２の形態においても、太陽電池モジュール１６を見上げた場合に、屋根の裏面側からジャンクションボックス５０及び配線が視認されるのを防止することができ、結果として、意匠性が向上する。また、仮に、太陽電池モジュール１６からジャンクションボックス５０が外れたとしても、背面パネル４６で受けることができるので、安全性も向上する。
図１１及び図１２の形態の設置構造は、前記同様の方法、つまり、少なくとも工程Ａ及び工程Ｂを備える方法で形成することができる。背面パネル４６は、太陽電池モジュール１６を一対のレール１８ａ及び１８ｂ間に挿入するのと同様の手順で、一対のレール１８ａ及び１８ｂ間に挿入することができる。太陽電池モジュール１６及び背面パネル４６の挿入の順序は特に限定されない。背面パネル４６の嵌め込みは、工程Ａより前及び工程Ａの中のいずれであってもよい。
図１３は、太陽電池モジュールが備える太陽電池セル１００の層構成の一例であって、その断面の概略図を表している。
図１３の太陽電池セル１００は、受光面側から順に、表面ガラス層１、第１の封止層２、素子３、第２の封止層４、裏面保護層５を備える。裏面保護層５は封止層（２、４）と接する側から順に、第１の熱可塑性樹脂層５１及び第２の熱可塑性樹脂層５２を備える。
表面ガラス層１は、例えば、太陽電池セルとして従来から使用されている公知のガラスを使用することができる。表面ガラス層１の厚みは、０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることができる。また、表面ガラス層は、（曲げ弾性率×厚みの３乗）÷１２で定義される曲げ剛性が３０００ＭＰａ以上２５０００ＭＰａ以下とすることができる。
第１の封止層２及び第２の封止層４は、セルの表面と裏面とを挟持するための層である。封止層は、公知の封止材料、例えば、エチレン及び酢酸ビニルの共重合体及びポリオレフィン等を挙げることができる。なお、第１の封止層２と第２の封止層４とは必ずしも明確に区別される必要はなく、第１の封止層２及び第２の封止層４を１つの封止層とみなすこともできる。第１の封止層２及び第２の封止層４は、（曲げ弾性率×厚みの３乗）÷１２で定義される曲げ剛性が１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましい。
素子３の種類は特に限定されず、公知の太陽電池セルと同様とすることができる。
裏面保護層５は、第１の熱可塑性樹脂層５１及び第２の熱可塑性樹脂層５２で形成される。第１の熱可塑性樹脂層５１は、曲げ弾性率２００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下で且つ発泡状とすることができる。第２の熱可塑性樹脂層は、曲げ弾性率１００００ＭＰａ以上２５０００ＭＰａ以下で且つガラス繊維を含んだ層とすることができる。この構成の裏面保護層５を太陽電池の裏面に設けることで、太陽電池モジュールの剛性を高めることができる。
裏面保護層は第１の熱可塑性樹脂層５１と第２の熱可塑性樹脂層５２以外に他の層を層間及び最外層に備えていてもよい。
第１の熱可塑性樹脂層５１は、例えば、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートからなる群から選択される一種または二種以上の樹脂の発泡体が用いられ得る。特に強度、耐熱変形性及び耐候性の観点からポリプロピレンが好ましい。
第１の熱可塑性樹脂層５１は、厚さが２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には３～５ｍｍ以下が好ましい。この場合、太陽電池モジュールの剛性が向上し、反りの発生も起こりにくい。第１の熱可塑性樹脂層５１の密度は１００ｋｇ/ｍ３以上７００ｋｇ/ｍ３以下であることが好ましい。この場合、太陽電池モジュールの反りの発生が起こりにくく、また、発泡体がつぶれにくい。
第１の熱可塑性樹脂層５１は、（曲げ弾性率×厚みの３乗）÷１２で定義される曲げ剛性が１００ＭＰａ以上２００００ＭＰａ以下であることが好ましい。
第２の熱可塑性樹脂層５２は、例えばポリエチレン、ポリプロプレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ＰＥＥＫ及びフッ素樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の樹脂に、さらにガラス繊維が含まれた樹脂を挙げることができる。ガラス繊維は、例えば、公知の材料を使用でき、具体的には平織ガラスクロスが挙げられる。
第２の熱可塑性樹脂層５２において、ガラス繊維と樹脂との含有割合は任意である。例えば、平均太さ１μｍ以上１０μｍ以下、平均長さ１ｍｍ以上２０ｍｍ以下のガラス繊維１００重量部に対し、熱可塑性樹脂が３０重量部以上７０重量部以下であることが好ましい。
第２の熱可塑性樹脂層５２は、例えば、厚みが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には０．５ｍｍ～１．０ｍｍである。この場合、太陽電池モジュールの剛性が向上しやすく、また、浮きも出にくくなる。
第２の熱可塑性樹脂層５２は、（曲げ弾性率×厚みの３乗）÷１２で定義される曲げ剛性が１００ＭＰａ以上２００００ＭＰａ以下であることが好ましい。
太陽電池セルは、その他、接着層、耐候層及び着色層等が設けられていてもよい。接着層は、例えば、封止層と第１の熱可塑性樹脂層５１との間、第１の熱可塑性樹脂層５１と第２の熱可塑性樹脂層５２の間、第２の熱可塑性樹脂層５２の第１の熱可塑性樹脂層５１が積層された面とは反対の面、の少なくともいずれかに備えることができる。耐候層は、第２の熱可塑性樹脂層５２の第１の熱可塑性樹脂層５１とは反対の面に設けることができる。着色層は、第１の熱可塑性樹脂層５１の封止層と接着する側の面に設けることができる。接着層、耐候層及び着色層は、いずれも公知の材料で形成できる。
太陽電池セルは、表面ガラス層１と、第１の封止層２、第２の封止層４及び裏面保護層５の、（曲げ弾性率×厚みの３乗）÷１２で定義される曲げ剛性の和が４０００ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、太陽電池セルの割れが防止されやすい。
図１３に示される太陽電池セル１００を備える太陽電池モジュールは、軽量で、しかも、割れも発生しにくい。そのため、このような太陽電池モジュールを本発明の設置方法に適用することで、よりいっそう作業性が向上し、安全かつ容易に太陽電池モジュールの設置を行いやすくなる。特に、太陽電池モジュールは割れが発生しにくいことから、従来よりも大きなサイズの太陽電池モジュールであっても、設置時の割れ等が起こりにくく、設置後においても耐久性に優れる。
１４：フレーム
１６：太陽電池モジュール
１８：レール
１９：溝部
２０：架台
２８：横材
３０：係止部材
１６：太陽電池モジュール
１８：レール
１９：溝部
２０：架台
２８：横材
３０：係止部材
Claims (3)
- 屋根上に取り付けられた架台に太陽電池モジュールを設置する方法であって、
前記太陽電池モジュールは外周の少なくとも一部に、樹脂を含む材料で形成されたフレームを備え、
前記架台は、溝部が形成された複数本のレール及び一対の前記レールの一端どうしを横架して設けられている係止部材を備え、かつ、一対のレールの互いの溝部が対向するように配置されて形成されており、
前記太陽電池モジュールの前記フレームを、前記溝部に嵌め込むことで、前記太陽電池モジュールを前記一対のレールに保持させる工程と、
前記溝部からの前記太陽電池モジュールの脱落を防止するために前記太陽電池モジュールを前記１対のレールに固定させる工程と、
を備え、
前記太陽電池モジュールの前記１対のレールへの固定は、係止部材に形成されている溝部に前記太陽電池モジュールの端部を嵌め込むことで行われる、
太陽電池モジュールの設置方法。 - 前記架台は、前記１対のレールを横架する横材をさらに備え、該横材は前記１対のレールと前記屋根との間で介在する、請求項１に記載の設置方法。
- 前記レールは、前記溝部が形成されている面とは反対側の面にも溝部が形成されている、請求項１又は２に記載の設置方法。
Priority Applications (6)
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