JP7302921B1

JP7302921B1 - フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法

Info

Publication number: JP7302921B1
Application number: JP2023001633A
Authority: JP
Inventors: 壮一郎米津
Original assignee: Silfine Japan
Current assignee: Silfine Japan
Priority date: 2023-01-10
Filing date: 2023-01-10
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2043-01-10
Also published as: JP2024098249A

Abstract

【課題】誰でも簡便且つ安全に施工することが可能な、フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法を提供する。【解決手段】フレキシブル太陽電池モジュール１の施工方法であって、フレキシブル太陽電池モジュール１の裏面に接着層Ｇを設ける接着層形成工程と、接着層Ｇを所定の施工面Ｘに押圧する接着工程と、を備え、接着層形成工程は、両面テープｇ１を設けるテープ貼付工程と、裏面に接着剤ｇ２を設ける接着剤塗布工程と、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、軽量且つ薄型である、所謂フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法に関するものである。

従来から、再生可能エネルギーである太陽エネルギーを利用することで、環境に大きな負荷を掛けずに発電可能な太陽光発電が、世界的に普及している。

また、太陽光発電は、専用の架台を用いて工場の屋根等に太陽電池モジュールを設置する、工業的な利用が主であるが、光熱費の節約や災害時の停電対策、売電収入を得る等の目的で、一般家庭においても普及してきている。

特に、近年では、運搬性や収納性、設置場所の選択の幅広さといったメリットから、フレキシブル太陽電池モジュールを用いた太陽光発電も、一般家庭において利用しやすく、注目されている。

このような、フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法に関する発明として、特許文献１には、融雪屋根工事を容易かつ能率的に行うことができる融雪屋根構造体及び融雪屋根構造に関する発明が記載されている。

この融雪屋根構造は、屋根構成部材としてのたる木上に釘打ちされた野地板上に、防水シート材を敷設し、防止シート材の上に金属屋根材の表面に、融雪屋根構造体として、フレキシブル太陽電池モジュールを接着手段により接着固定した構造となされている。

特開２０１９－４９１９４号公報

しかしながら、特許文献１には、融雪屋根構造体を接着手段により金属屋根材上に敷設する、との記載があるのみであり、敷設するにあたっての具体的な接着方法（施工方法）については、記載されていない。

このため、例えば、一般家庭にフレキシブル太陽電池モジュールを用いた太陽光発電を導入するにあたり、施工経験のない者が施工する際に、特許文献１に記載の構成を参照したとしても、円滑な施工に難儀する、という問題があった。

本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、誰でも簡便且つ安全に施工することが可能な、フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、フレキシブル太陽電池モジュールの裏面に接着層を設ける接着層形成工程と、前記接着層を所定の施工面に押圧する接着工程と、を備え、前記接着層形成工程は、前記裏面に両面テープを設けるテープ貼付工程と、前記裏面に接着剤を設ける接着剤塗布工程と、を有する。

本発明によれば、施工者は、固定金具等を用いた締結作業を実施することなく簡便に、フレキシブル太陽電池モジュールを施工面に施工することができる上、テープ貼付工程により、接着剤が充分に乾燥するまで、フレキシブル太陽電池モジュールが両面テープにより仮接着された状態とすることができ、接着剤の乾燥中に、その施工位置がずれてしまうような事態を抑制することができる。

本発明の好ましい形態では、前記テープ貼付工程及び前記接着剤塗布工程において、前記両面テープ及び前記接着剤を前記フレキシブル太陽電池モジュールの外周に沿って設ける。

このような構成とすることで、一のフレキシブル太陽電池モジュールに用いられる接着剤や両面テープの量を極力少なくしつつ、施工位置を安定的に維持することができる。

本発明の好ましい形態では、前記接着剤塗布工程において、前記接着剤を、前記両面テープの外周側に隣接して、前記裏面の全周に亘って設け、前記接着剤の厚さを前記両面テープの厚さ以上とする。

このような構成とすることで、フレキシブル太陽電池モジュールを所定の施工面に施工した際、両面テープが外気に曝露しない状態となり、接着剤よりも耐候性に劣る両面テープを用いた場合、両面テープの接着力を保持できるため、接着剤が充分に乾燥するまでの施工位置の安定性を、より向上させることができる。

本発明の好ましい形態では、前記施工面は、外壁である。

このような構成とすることで、所定の剛性を有し、架台を用いて設置する通常の太陽電池モジュールの設置が困難な場所を、発電領域として利用することができるため、一の建築物に対する発電量を容易に向上させることができる。

本発明の好ましい形態では、前記フレキシブル太陽電池モジュールに前記ワイヤロープを取付けるロープ取付け工程をさらに備え、
前記ロープ取付け工程において、前記ワイヤロープの両端部を、前記フレキシブル太陽電池モジュールから所定の距離離間した位置に固定する。

このような構成とすることで、例えば強風が吹いた場合や、接着層の経年劣化により、フレキシブル太陽電池モジュールの外壁への接着力が低下した場合でも、外壁から落下する恐れがなく、周囲の安全を確保できる上、再接着の作業を迅速に行うことができる。

本発明の好ましい形態では、前記接着工程において、前記フレキシブル太陽電池モジュールを前記施工面に複数隣接配置し、
前記ロープ取付け工程において、隣接する前記フレキシブル太陽電池モジュールに、前記ワイヤロープを懸架させる。

このような構成とすることで、外壁に対して、発電量確保のために複数のフレキシブル太陽電池モジュールを施工した場合であっても、上記した周囲の安全を確保、再接着の作業の迅速性を担保することができる。

本発明の好ましい形態では、前記ロープ取付け工程において、前記ワイヤロープを、前記フレキシブル太陽電池モジュールに形成された取付孔に挿通させることで、前記フレキシブル太陽電池モジュールに取付ける。

このような構成とすることで、ワイヤロープを取付けるための器具等を別途フレキシブル太陽電池モジュールに設ける作業や、これにワイヤロープを締結していくような作業が不要となり、施工の作業性を向上させることができる。

本発明によれば、誰でも簡便且つ安全に施工することが可能な、フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法を提供することができる。

本発明の各実施形態に係るフレキシブル太陽電池モジュールの概略斜視図である。本発明の第一実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第一実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。本発明の第二実施形態に係る施工方法の説明図である。

以下、図面を用いて、本発明の各実施形態に係るフレキシブル太陽電池モジュールの施工方法について説明する。
なお、以下に示す各実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の各実施形態に限定するものではない。また、これらの図において、符号１は、各実施形態に係るフレキシブル太陽電池モジュールを示す。

図１に示すように、各実施形態に用いられるフレキシブル太陽電池モジュール１（以下、単にモジュール１と称する）は、近年一般的に用いられる、略長方形状の薄型パネルであり、シリコンを用いて形成された複数の太陽光発電セル（発電素子）を樹脂製フィルムで挟持した構造となされている。
これにより、モジュール１は、軽量且つ柔軟性を有しており、設置場所に応じて湾曲させることができる。

また、モジュール１の外周縁には、ボルト等の固定部材が挿通される取付孔Ｈが複数設けられている。
詳述すれば、モジュール１の外周縁における各長辺側に、長辺方向に沿って４つずつ、計８つの取付孔Ｈが設けられている。

なお、モジュール１の外周縁には、別途設置場所付近に設置された充電制御装置（図示せず）と電気的に接続されるジャンクションボックス（図示せず）が、少なくとも一つ設けられている。

＜実施形態１＞
以下、図２～図３を用いて、実施形態1に係るモジュール１の施工方法について説明する。
本実施形態では、モジュール１を施工する所定の施工面Ｘを、建築物Ａの屋上Ｒとした例について説明する。

まず、施工者は、図２に示すように、複数枚のモジュール１の裏面に接着層Ｇを設ける接着層形成工程を実施する。
詳述すれば、施工者は、図２（ａ）に示すように、モジュール１の裏面における外周全周に沿って、両面テープｇ１を貼付ける（テープ貼付工程）。このとき、両面テープｇ１の貼付け位置は、モジュール１の外周縁から数ｍｍ～数十ｍｍ程度内側としておく。
そして、施工者は、図２（ｂ）に示すように、モジュール１の外周縁と両面テープｇ１との間に、接着剤ｇ２を塗布する（接着剤塗布工程）。本実施形態においては、接着剤ｇ２が、各取付孔Ｈに重畳するように塗布されていて良い。
なお、接着剤ｇ２の塗布面積等について、モジュール１の裏面の表面積の４％以上を、左右対称となるように塗布することが望ましい。

また、施工者は、接着剤塗布工程として、モジュール１の外周縁の他、モジュール１の短辺方向略中央から長辺方向に沿って、接着剤ｇ２をさらに塗布する。
さらに、施工者は、接着層形成工程を実施する前に、モジュール１の裏面全面にプライマーを塗布しておくことで、両面テープｇ１及び接着剤ｇ２のモジュール１に対する接着性を高めておく、プライマー塗布工程を実施しても良い。

なお、接着剤ｇ２は、耐候性や耐水性等を考慮して、シリコン系シーリング材、或いは変形シリコン系シーリング材を用いることが好ましい。
また、後述する接着工程において、屋上Ｒに両面テープｇ１を好適に接着させること、接着剤ｇ２の乾燥時間を短縮することを考慮して、接着剤ｇ２の塗膜厚さは、両面テープｇ１の厚みと同程度とするか、両面テープｇ１の厚みより数ｍｍ程度厚くしておくことが好ましい。
さらに、テープ貼付工程と接着剤塗布工程とは、その順序を問わず、接着剤塗布工程を先に実施しても良い。

次に、施工者は、図３に示すように、各モジュール１の接着層Ｇを、屋上Ｒに押圧する接着工程を実施する。
このとき、施工者は、省スペースの観点から、図３に示すように、各モジュール１をその短辺方向に隣接配置し、モジュール１による複数の列が形成されるように、順次接着工程を実施することが好ましい。

なお、隣接するモジュール１同士の間隔は、モジュール１が線熱膨張する可能性を考慮して、１０ｍｍ以上空けておくことが好ましい。
また、施工者は、接着層Ｇを屋上Ｒに押圧する際、ローラーを用いて、各モジュール１に均一な押圧力がかかるように施工することが好ましい。
さらに、施工者は、接着剤ｇ２が充分に乾燥するまでの間、養生テープ等の接着用具にて、外面から各モジュール１の屋上Ｒへの接着力を補強しても良い。

上記の通り、屋上Ｒに施工された各モジュール１は、ジャンクションボックスと、例えば屋上Ｒに設置された充電制御装置とが、所定のケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されることで、所望の機器に電力を供給可能な状態となる。

本実施形態によれば、施工者は、固定金具等を用いた締結作業を実施することなく簡便に、モジュール１を屋上Ｒに施工することができる上、テープ貼付工程により、接着剤ｇ２が充分に乾燥するまで、モジュール１が両面テープｇ１により仮接着された状態とすることができ、接着剤ｇ２の乾燥中に、その施工位置がずれてしまうような事態を抑制することができる。

また、両面テープｇ１及び接着剤ｇ２をモジュール１の外周に沿って設けることで、一のモジュール１に用いられる両面テープｇ１や接着剤ｇ２の量を極力少なくしつつ、施工位置を安定的に維持することができる。

また、接着剤ｇ２を、両面テープｇ１の外周側に隣接して、裏面の全周に亘って設けることで、モジュール１を屋上Ｒに施工した際、両面テープｇ１が外気に曝露しない状態となり、接着剤ｇ２よりも耐候性に劣る両面テープｇ１の接着力を保持できるため、接着剤ｇ２が充分に乾燥するまでの施工位置の安定性を、より向上させることができる。

＜実施形態２＞
以下、図４～図９を用いて、実施形態２に係るモジュール１の施工方法について説明する。
本実施形態では、モジュール１を施工する所定の施工面Ｘを、建築物Ａの外壁Ｗとした例について説明する。

まず、施工者は、図４に示すように、実施形態１と同様に、複数枚のモジュール１の裏面に接着層Ｇを設ける接着層形成工程を実施する。
このとき、施工者は、後述するロープ取付け工程を実施するために、各取付孔Ｈよりも内側に接着剤ｇ２を塗布し、接着剤ｇ２が各取付孔Ｈに重畳しないようにする。

次に、施工者は、図５及び図６に示すように、各モジュール１の接着層Ｇを、上下方向に沿って外壁Ｗに押圧する接着工程を実施する。
このとき、施工者は、後述するロープ取付け工程を好適に実施するために、各モジュール１が上下方向に整列するように（各モジュール１の長辺方向が外壁Ｗの上下方向に沿うように）、順次接着工程を実施する。
なお、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ローラーを用いた押圧や、養生テープ等の接着用具を用いた補強的な接着を、接着工程において行うことができる。

ここで、図６は、接着工程を実施した後の、建築物Ａ上方の拡大側面図であり、説明の便宜上、接着層Ｇの厚みを誇張して示している。
また、以後、上下方向に整列配置された各モジュール１をまとめて、モジュール群Ｓと称し、本実施形態においては、二列のモジュール群Ｓを施工する例について説明する。

次に、施工者は、図７及び図８に示すように、モジュール１にワイヤロープＺを取付け、ワイヤロープＺの両端部を、モジュール１から所定の距離離間した位置に固定するロープ取付け工程を実施する。
なお、本実施形態におけるワイヤロープＺは、両端に輪状体ｒが設けられた複数本のワイヤロープ構成体ｕにより構成されている。
また、各輪状体ｒは、例えば、バタフライノット等の締結手法によるものや、ナスカン等であり、取付孔Ｈに挿通・係止させられる態様であれば、特にその具体的態様は限定されない。

詳述すれば、施工者は、例えば、図７に示すように、屋上Ｒに設置された手摺ｔにワイヤロープ構成体ｕの一端部を輪状体ｒ等により締結し、最上方のモジュール１における、一方の長辺側の最上部に設けられた取付孔Ｈに、輪状体ｒを挿通・係止させる。
そして、施工者は、図８に示すように、上下方向に隣接するモジュール１について、一方（最上方）のモジュール１における最下部の取付孔Ｈ、及び他方（下方）のモジュール１における最上部の取付孔Ｈ、それぞれについて、一のワイヤロープ構成体ｕの一方の輪状体ｒ及び他方の輪状体ｒを挿通・係止させる。
即ち、隣接するモジュール１に、ワイヤロープ構成体ｕを懸架させる。
なお、図７及び図８において、取付孔Ｈ、及び輪状体ｒの取付孔Ｈに挿通されている部分については、点線で示している。

施工者は、上記した一連の取付け作業を、さらに下方に整列して隣接配置されたモジュール１に対しても順次同様に実施する。
また、施工者は、上記した一連の取付け作業を、モジュール群Ｓの他方の長辺側に設けられた取付孔Ｈに対しても、順次同様に実施する。

次に、施工者は、図９に示すように、各ワイヤロープＺの下端（最下部のワイヤロープ構成体ｕの下端）を、地中に埋設されたグラウンドアンカーｋに締結・固定する。
これにより、一のモジュール群Ｓに対して、左右一対のワイヤロープＺが取付けられることとなる。
即ち、本実施形態における、モジュール１から所定の距離離間した位置（ワイヤロープＺの固定位置）は、手摺ｔ及びグラウンドアンカーｋである。

なお、以上の通り説明した接着工程やロープ取付け工程は、例えば、可搬型ゴンドラ等の機械足場を用いて、実施することができる。
また、実施形態１と同様に、上記の通り、外壁Ｗに施工された各モジュール群Ｓは、ジャンクションボックスと、例えば屋上Ｒに設置された充電制御装置とが、所定のケーブルを介して電気的に接続されることで、所望の機器に電力を供給可能な状態となる。

本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果が得られると共に、外壁Ｗへの施工により、通常の太陽電池モジュールの設置が困難な場所を、発電領域として利用することができるため、一の建築物Ａに対する発電量を容易に向上させることができる。

また、ロープ取付け工程により、例えば強風が吹いた場合や、接着層Ｇの経年劣化により、モジュール１の外壁Ｗへの接着力が低下した場合でも、外壁Ｗから落下する恐れがなく、周囲の安全を確保できる上、再接着の作業を迅速に行うことができる

また、ワイヤロープ構成体ｕを取付孔Ｈに挿通・係止させることで、ワイヤロープ構成体ｕを取付けるための器具等を別途モジュール１に設ける作業や、これにワイヤロープ構成体ｕを締結していくような作業が不要となり、施工の作業性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、施工面Ｘは、建築物Ａの屋上Ｒや外壁Ｗに限られず、地面としても良いし、車両や船舶といった乗物の壁部等、多種多様な面に対して、本施工方法を適用することができる。

また、モジュール１の施工枚数は、施工面Ｘの面積等により当然に変更することができるし、実施形態２において、モジュール群Ｓは、各モジュール１の短辺方向が外壁Ｗの上下方向に沿うように施工されても良い。

この他、各モジュール１を、外壁Ｗの左右方向に沿って隣接配置してモジュール群Ｓを形成し、ワイヤロープＺを、左右方向に沿って延びるように設けても良い。この場合、例えば、ワイヤロープＺは、一のモジュール群Ｓに対して上下一本ずつでも良く、両端部の固定位置を外壁Ｗとすることができる。

１フレキシブル太陽電池モジュール（モジュール）
Ｓモジュール群
Ｈ取付孔
Ｇ接着層
ｇ１両面テープ
ｇ２接着剤
Ｚワイヤロープ
ｕワイヤロープ構成体
Ａ建築物
Ｒ（Ｘ）屋上（施工面）
Ｗ（Ｘ）外壁（施工面）
ｔ手摺
ｋグラウンドアンカー

Claims

フレキシブル太陽電池モジュールの裏面に接着層を設ける接着層形成工程と、前記接着層を所定の施工面に押圧する接着工程と、を備え、
前記接着層形成工程は、前記裏面に両面テープを設けるテープ貼付工程と、前記裏面に接着剤を設ける接着剤塗布工程と、を有し、
前記テープ貼付工程及び前記接着剤塗布工程において、前記両面テープ及び前記接着剤を前記フレキシブル太陽電池モジュールの外周に沿って設け、
前記接着剤塗布工程において、前記接着剤を、前記両面テープの外周側に隣接して、前記裏面の全周に亘って設け、前記接着剤の厚さを前記両面テープの厚さ以上とする、フレキシブル太陽電池モジュールの施工方法。
前記施工面は、外壁である、請求項１に記載のフレキシブル太陽電池モジュールの施工方法。
前記フレキシブル太陽電池モジュールにワイヤロープを取付けるロープ取付け工程をさらに備え、
前記ロープ取付け工程において、前記ワイヤロープの両端部を、前記フレキシブル太陽電池モジュールから所定の距離離間した位置に固定する、請求項２に記載のフレキシブル太陽電池モジュールの施工方法。
前記接着工程において、前記フレキシブル太陽電池モジュールを前記施工面に複数隣接配置し、
前記ロープ取付け工程において、隣接する前記フレキシブル太陽電池モジュールに、前記ワイヤロープを懸架させる、請求項３に記載のフレキシブル太陽電池モジュールの施工方法。
前記ロープ取付け工程において、前記ワイヤロープを、前記フレキシブル太陽電池モジュールに形成された取付孔に挿通させることで、前記フレキシブル太陽電池モジュールに取付ける、請求項３に記載のフレキシブル太陽電池モジュールの施工方法。