JP7292407B2 - 太陽エネルギータイル構造 - Google Patents
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Description
本願は、出願日２０２０年２月１７日、出願番号２０２０１００９６７９４．１、および出願日２０２０年２月１７日、出願番号２０２０２０１７６７９７．１の中国特許出願の優先権を主張し、上記出願の全ての内容が引用により本願に援用される。
本願は、太陽エネルギーの技術分野に関し、たとえば、太陽エネルギータイル構造に関する。
関連技術では、建築自体の電力資源を生成する能力を向上させるために、通常、屋根または窓において太陽光発電装置が統合される。屋根に設けられた太陽光発電装置については、通常、取付ホルダによって太陽電池モジュールが屋根に取り付けられる。
しかしながら、このような形態を用いると、一般的に、屋根の建設が完了してから、取付ホルダによって太陽電池モジュールを屋根に取り付けるため、取付に多くの時間がかかり、取付コストの節約に有利ではない。さらに、太陽電池モジュールの取付過程では屋根のタイルが極めて壊れやすく、取り付けられた太陽電池モジュールが取り外しにくく、メンテナンスの難易度を高くしている。
本願は、太陽電池モジュールとタイルの統合設置を実現するとともに、着脱利便性および着脱効率を向上させ、取付・メンテナンスコストを低下させることができる太陽エネルギータイル構造を提供する。
一実施例によれば、太陽電池モジュールおよびタイルを含む太陽エネルギータイル構造であって、前記タイルは、厚さ方向に対向して設けられた第１側面および第２側面を有し、前記第１側面に嵌着溝が設けられ、前記太陽電池モジュールは、前記嵌着溝に嵌着され、
前記タイルに、前記太陽電池モジュールを前記嵌着溝から離脱させるように設けられた取り外し孔が設けられている、太陽エネルギータイル構造が提供される。
前記タイルに、前記太陽電池モジュールを前記嵌着溝から離脱させるように設けられた取り外し孔が設けられている、太陽エネルギータイル構造が提供される。
図１～図３に示すように、本実施例は、太陽電池モジュール２およびタイル１を含む太陽電池タイル構造を提供する。本実施例において、図４に示すように、タイル１は、タイルバー５に取り外し可能に接続される。例示的には、タイルバー５は、複数の縦横に交錯している木のバーにより接続して形成される。タイル１に取付孔１３が設けられ締付具、たとえば、ネジなどによって取付孔１３を通過して木のバーにねじ込むことで、タイル１をタイルバー５に取り外し可能に接続する。
上記タイル１は、厚さ方向に対向して設けられた第１側面および第２側面を有し、第１側面に嵌着溝１１が設けられている。太陽電池モジュール２は、嵌着溝１１内に嵌着される。嵌着溝１１の少なくとも１つの側壁と第１側面との接続箇所に、太陽電池モジュール２を嵌着溝１１から離脱させるように設けられた取り外し孔１２が設けられている。
本実施例において、嵌着溝１１は、順に接続された第１側壁、第２側壁および第３側壁を有する。そのうち、第１側壁と第３側壁が平行に設けられ、第１側壁と第２側壁が垂直に設けられている。第２側壁と第１側面との接続箇所に取り外し孔１２が設けられている。太陽電池モジュール２を取り外す場合、指または取り外しツールを取り外し孔１２内に挿入し、第１側面が所在する一方側に向かって太陽電池モジュール２を動かすことにより、太陽電池モジュール２の一端を嵌着溝１１から離脱させた後、手動で太陽電池モジュール２を嵌着溝１１から取り出せばよい。
他の実施例において、タイル１に太陽電池モジュール２の厚さ方向に延びる取り外し孔１２が設けられ、取り外し孔１２が嵌着溝１１の１つの側壁および当該側壁と平行に設けられたタイル１の外壁を貫通してもよい。太陽電池モジュール２を取り外す場合、指または柱状の取り外しツールなどをタイル１の外壁から取り外し孔１２内に挿入して、太陽電池モジュール２に当接し、第１側面が所在する一方側に向かって太陽電池モジュール２を動かすことにより、太陽電池モジュール２の一端を嵌着溝１１から離脱させた後、手動で太陽電池モジュール２を嵌着溝１１から取り出せばよい。
本実施例では、タイル１に嵌着溝１１を開設し、太陽電池モジュール２を嵌着溝１１内に嵌着し、取付形態がシンプルで、太陽電池モジュール２およびタイル１の統合設置を実現することができる。屋根を建てる時に、太陽電池モジュール２をタイル１に取り付けるための取付ホルダを個別に設ける必要がなく、太陽エネルギータイル１をそのまま屋根に取り付けることができ、構造がシンプルで、コストが低い。
本実施例では、嵌着溝１１の少なくとも１つの側壁と第１側面との接続箇所に取り外し孔１２が設けられている。取り外しツールまたは指などの一端を利用して取り外し孔１２内に挿入して太陽電池モジュール２に作用することで、太陽電池モジュール２を嵌着溝１１から離脱させることができ、取り外しが便利で迅速で、太陽電池モジュール２の交換に便利で、メンテナンスの難易度を低下させることができる。さらに、タイル１に貫通孔を設ける必要がないので、屋根の水漏れを効果的に回避することができる。
本実施例において、太陽電池モジュール２がタイル１とタイルバー５との接続に干渉しないように、第１側面における嵌着溝１１が設けられていない領域に取付孔１３が設けられる。
好ましくは、タイル１に突起１４および凹溝１５が設けられている。突起１４は、隣り合うタイル１における凹溝１５と挿着されるように設けられる。凹溝１５は、隣り合うタイル１における突起１４と挿着されるように設けられる。例示的には、凹溝１５および突起１４のうちの一方がタイル１の第１側面に設けられ、他方が第２側面に設けられる。
実際に屋根を建てる過程では複数のタイル１を用いる必要がある。通常、隣り合う２つのタイル１は、部分的に重なり合う形態を用い、突起１４と凹溝１５とが挿着される形態を用いて隣り合う２つのタイル１同士の接続安定性を向上させる。それと同時に、隣り合う２つの太陽電池モジュール２同士がシームレスに接合されることで、屋根の水漏れを効果的に回避することができる。
例示的には、太陽電池モジュール２は、第１側面から第２側面に向かった方向に順に積層して設けられた透明ガラス２３、電池シート群２４および裏板２５を含む。電池シート群２４の厚さ方向における２つの側面は、それぞれ、エチレン－酢酸ビニル共重合体で透明ガラス２３および裏板２５と接着される。透明ガラス２３と電池シート群２４との間のエチレン－酢酸ビニル共重合体は、第１封止層を形成する。電池シート群２４と裏板２５との間のエチレン－酢酸ビニル共重合体は、第２封止層を形成する。実際に太陽電池モジュール２を形成する過程で、透明ガラス２３、第１封止層、電池シート群２４、第２封止層および裏板２５を順に積層した後、ラミネートプロセスにより太陽電池モジュール２を形成する。
そのうち、裏板２５は、ポリフッ化ビニリデン膜－耐高温ポリエステル膜－フッ素皮膜複合板（以下、ＫＰＦ板という）である。すなわち、裏板２５は、順に積層されたポリフッ化ビニリデン膜（［Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）］、ＰＶＤＦ）、耐高温ポリエステル膜（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）およびフッ素皮膜を含む。取付時に、フッ素皮膜が太陽電池モジュール２に向かうように設けられる。本実施例において、図５に示すように、裏板２５の電池シート群２４に向かった一方側に第１黒色めっき層２５１が設けられていることで、グレア汚染を低下させ、太陽エネルギータイル構造の見栄え効果を向上させることができる。
本実施例において、裏板２５の太陽電池モジュール２と反対の一方側に、白色のめっき被膜が設けられてもよいし、いずれの処理も施さなくてもよい。上述した２種類の形態を用いることで、太陽エネルギータイル構造全体の見栄え性能を確保しながら、太陽電池モジュール２の放熱効果を向上させることができる。他の実施例において、裏板２５の太陽電池モジュール２と反対の一方側に、第１黒色めっき層２５１が設けられてもよいが、太陽電池モジュール２の放熱効果を低下させてしまう。
好ましくは、上記電池シート群２４は、複数の順に並んだ電池ストリング２０を含む。複数の電池ストリング２０は、バスバーによって並列接続される。電池シート群２４の透明ガラス２３に向かった一方側に、遮蔽バー３が設けられている。遮蔽バー３は、電池シート群２４の長さ方向の両端に設けられる。遮蔽バー３は、少なくとも透明ガラス２３に向かった一方側に第２黒色めっき層３１が設けられている。
本実施例において、遮蔽バー３は、フッ素皮膜－耐高温ポリエステル膜－フッ素皮膜複合板（以下、ＦＰＦ板という）である。すなわち、遮蔽バー３は、順に積層されたフッ素皮膜、ＰＥＴ膜およびフッ素皮膜を含む。遮蔽バー３の透明ガラス２３に向かった一方側に形成された第２黒色めっき層３１により、グレア汚染をより良く低減させることができる。本実施例は、遮蔽バー３の透明ガラス２３に向かった側面以外の他の側面にめっきを行うか否かに対しては限定しない。
本実施例において、裏板２５がＫＰＦ板を用い、遮蔽バー３がＦＰＦ板を用いる。一実施例において、裏板２５がＫＰＦ板である場合、遮蔽バー３はＦＰＦ板を用いなくてもよい。遮蔽バー３がＦＰＦ板である場合、裏板２５は、ＫＰＦ板を用いなくてもよい。
通常、裏板２５の厚さは２９０μｍ±３０μｍよりも大きい。遮蔽バー３と裏板２５との色差を低減させるために、本実施例において、遮蔽バー３の厚さは１３３μｍ±３０μｍとなる。遮蔽バー３の厚さが薄すぎると、遮蔽バー３と裏板２５との間に大きな色差をもたらし、遮蔽バー３の厚さが厚すぎると、太陽電池モジュール２に多くの製造プロセスの問題をもたらし、遮蔽バー３の内部に気泡が存在する可能性がある。
本実施例において、複数種の複雑な天気に対応して、電池シート群２４を効果的に保護するように、透明ガラス２３は、低鉄強化パターンガラスを選択する。好ましくは、透明ガラス２３の電池シート群２４と反対の一方側に、二層のめっき被膜が設けられている。例えば、図６に示すように、透明ガラス２３の電池シート群２４と反対の一方側に、順に積層して設けられた第１透明めっき被膜２３１および第２透明めっき被膜２３２が形成されている。第１透明めっき被膜２３１の厚さが８５μｍ～１００μｍ、第２透明めっき被膜２３２の厚さが７５μｍ～９０μｍである。
本実施例において、第１透明めっき被膜２３１の厚さが８５μｍ～１００μｍであり、第２透明めっき被膜２３２の厚さが７５μｍ～９０μｍである。一実施例において、第１透明めっき被膜２３１の厚さが８５μｍ～１００μｍである場合、第２透明めっき被膜２３２の厚さが７５μｍ～９０μｍに設定されなくてもよく、第２透明めっき被膜２３２の厚さが７５μｍ～９０μｍである場合、第１透明めっき被膜２３１の厚さが８５μｍ～１００μｍに設定されなくてもよい。
各々の電池ストリング２０は、複数の順に直列接続された電池シート２０１を含む。異なる型番の電池シート２０１の色が異なるので、太陽電池モジュール２全体の色を一致させ、見栄え効果を向上させるために、本実施例において、できるだけ色が濃い電池シート２０１を選択する。例えば、電池シートの専門分野区分におけるＤ色の電池シートおよびＤ１色の電池シートを選択することができる。
例示的には、図２および図３に示すように、電池シート群２４は、正極ケーブル２１および負極ケーブル２２を含む。正極ケーブル２１および負極ケーブル２２は、電池シート群２４の長さ方向における同一端に位置するので、隣り合う２つの太陽エネルギータイル構造同士の配線に便利である。本実施例において、裏板２５の電池シート群２４から離れた一方側に、電池シート群２４に電気的接続されたジャンクションボックス４が設けられている。ジャンクションボックス４は、上記正極ケーブル２１および負極ケーブル２２に電気的接続される。ジャンクションボックス４の取付を容易にするために、本実施例において、タイル１のジャンクションボックス４に正対する箇所に取付穴１６が設けられている。
そのうち、各々の電池ストリング２０は、隣接して設けられた２列の電池シート２０１を含む。同一列の電池シート２０１の正・負極の分布が同様であり、同一の電池ストリング２０の２列の電池シート２０１の正・負極の分布が逆であることで、２列の電池シート２０１を直列接続して電池ストリング２０を形成し、電池ストリング２０の正・負極をジャンクションボックス４に接続した後、ジャンクションボックス４の正・負極をそれぞれ正極ケーブル２１および負極ケーブル２２に接続する。
本願に係る太陽エネルギータイル構造は、タイル１に嵌着溝１１を開設し、太陽電池モジュール２を嵌着溝１１内に嵌着し、取付形態がシンプルで、太陽電池モジュール２とタイル１の統合設置を実現することができる。屋根を建てる時に、太陽電池モジュール２をタイル１に取り付けるための取付ホルダを個別に設ける必要がなく、当該太陽エネルギータイルをそのまま屋根に取り付けることができ、構造がシンプルで、コストが低い。本願では、タイル１において取り外し孔１２が設けられ、取り外しツールまたは指などの一端を利用して取り外し孔１２に挿入して太陽電池モジュール２に作用することで、太陽電池モジュール２を嵌着溝１１から離脱させることができ、取り外しが便利で迅速で、太陽電池モジュール２の交換に便利で、メンテナンスの難易度を低下させることができる。
なお、本願の説明において、「中心」「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」等の用語により指示した方位や位置関係は、図面に示す方位や位置関係に基づくものであり、本願の説明を容易にし、説明を簡略化するためのものにすぎず、言及した装置又は素子は、特定の方位を有し、特定の方位から構成・操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本願を限定するものではないと理解すべきである。また、「第１」、「第２」という用語は、目的を説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示または暗示するものではないと理解すべきである。そのうち、「第１位置」および「第２位置」という用語は、２つの異なる位置を指す。
なお、本願の説明において、「取付」、「繋がる」、「接続」という用語は、別途明確に規定・限定されない限り、広義に理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、もしくは一体的な接続であってもよく、機械的接続であってもよく、電気的接続であってもよく、直接繋がってもよく、中間媒体を介して間接的に繋がってもよく、２つの素子の内部の連通であってもよい。当業者であれば、本願における上記用語の具体的な意味は、具体的な状況に応じて理解できる。
１：タイル
１１：嵌着溝
１２：取り外し孔
１３：取付孔
１４：突起
１５：凹溝
１６：取付穴
２：太陽電池モジュール
２０：電池ストリング
２０１：電池シート
２１：正極ケーブル
２２：負極ケーブル
２３：透明ガラス
２３１：第１透明めっき被膜
２３２：第２透明めっき被膜
２４：電池シート群
２５：裏板
２５１：第１黒色めっき層
３：遮蔽バー
３１：第２黒色めっき層
４：ジャンクションボックス
５：タイルバー
１１：嵌着溝
１２：取り外し孔
１３：取付孔
１４：突起
１５：凹溝
１６：取付穴
２：太陽電池モジュール
２０：電池ストリング
２０１：電池シート
２１：正極ケーブル
２２：負極ケーブル
２３：透明ガラス
２３１：第１透明めっき被膜
２３２：第２透明めっき被膜
２４：電池シート群
２５：裏板
２５１：第１黒色めっき層
３：遮蔽バー
３１：第２黒色めっき層
４：ジャンクションボックス
５：タイルバー
Claims (10)
- 太陽電池モジュール（２）およびタイル（１）を含む太陽エネルギータイル構造であって、
前記タイル（１）は、厚さ方向に対向して設けられた第１側面および第２側面を有し、前記第１側面に嵌着溝（１１）が設けられ、
前記太陽電池モジュール（２）は、前記嵌着溝（１１）内に嵌着され、
前記タイル（１）に前記太陽電池モジュール（２）を前記嵌着溝（１１）から離脱させるように設けられた取り外し孔（１２）が設けられ、
前記取り外し孔（１２）は、前記太陽電池モジュール（２）の幅方向における一端に位置し、
前記太陽電池モジュール（２）は、正極ケーブル（２１）および負極ケーブル（２２）を有し、前記正極ケーブル（２１）および前記負極ケーブル（２２）は、前記太陽電池モジュール（２）の長さ方向における同一端に位置する、太陽エネルギータイル構造。 - 前記第１側面における前記嵌着溝（１１）が設けられていない箇所に、前記タイル（１）を貫通する、締付具によって前記タイル（１）とタイルバー（５）が取り外し可能に接続されるように設けられた取付孔（１３）が設けられている、請求項１に記載の太陽エネルギータイル構造。
- 前記タイル（１）に突起（１４）および凹溝（１５）が設けられ、
前記突起（１４）は、前記突起（１４）と隣り合う前記タイル（１）における前記凹溝（１５）と挿着され、前記凹溝（１５）は、前記凹溝（１５）と隣り合う前記タイル（１）における前記突起（１４）と挿着される、請求項１に記載の太陽エネルギータイル構造。 - 前記凹溝（１５）および前記突起（１４）のうちの一方が前記第１側面に設けられ、前記突起（１４）および前記凹溝（１５）のうちの他方が前記第２側面に設けられている、請求項３に記載の太陽エネルギータイル構造。
- 前記太陽電池モジュール（２）は、前記第１側面から前記第２側面に向かった方向に順に積層して設けられた透明ガラス（２３）、電池シート群（２４）および裏板（２５）を含み、
前記電池シート群（２４）の厚さ方向における両側面がそれぞれ前記透明ガラス（２３）および前記裏板（２５）に接着される、請求項１に記載の太陽エネルギータイル構造。 - 前記電池シート群（２４）は、前記正極ケーブル（２１）および前記負極ケーブル（２２）を有し、
前記正極ケーブル（２１）および前記負極ケーブル（２２）は、前記電池シート群（２４）の長さ方向における同一端に位置する、請求項５に記載の太陽エネルギータイル構造。 - 前記電池シート群（２４）には、順に並んだ複数の電池ストリング（２０）が含まれ、
前記複数の電池ストリング（２０）は、バスバーによって並列接続に設けられている、請求項５に記載の太陽エネルギータイル構造。 - 前記裏板（２５）の前記電池シート群（２４）に向かった一方側に第１黒色めっき層（２５１）が設けられ、前記裏板（２５）の厚さが２６０μｍよりも大きく、
前記電池シート群（２４）の前記透明ガラス（２３）に向かった一方側に遮蔽バー（３）が設けられ、
前記遮蔽バー（３）の前記透明ガラス（２３）に向かった一方側に第２黒色めっき層（３１）が形成され、前記遮蔽バー（３）の厚さが１３３μｍ±３０μｍである、請求項５に記載の太陽エネルギータイル構造。 - 前記裏板（２５）が、ポリフッ化ビニリデン膜－耐高温ポリエステル膜－フッ素皮膜複合板である、請求項８に記載の太陽エネルギータイル構造。
- 前記遮蔽バー（３）が、フッ素皮膜－耐高温ポリエステル膜－フッ素皮膜複合板である、請求項８または９に記載の太陽エネルギータイル構造。
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