JPWO2014076954A1 - 太陽電池モジュール群 - Google Patents

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Abstract

太陽電池モジュール群10は、架台上に並べて設置される複数の太陽電池モジュール11と、架台上に設けられて太陽電池モジュール11の外周を裏面側から覆う水受け14とを備える。水受け14としては、2種類の水受け60,70を用いることが好適である。

Description

本発明は、太陽電池モジュール群に関する。
特許文献1は、鋼板を折り曲げて製作された配線ガッターを屋根材上にビス止めし、かかるガッター上に太陽電池モジュールを設置した構造を開示する。屋根材等に太陽電池モジュールを設置する場合は、複数個並べてモジュール群を構成することが多い。
特開2005‐51083号公報
ところで、太陽電池モジュール群の施工形態等によっては、裏面側に雨水等が滴り落ちることを防止する構造が必要である。また、かかる構造は、例えば、簡便なものであって施工が煩雑ではなく、太陽電池モジュールの性能に影響を与えないことが望まれる。
本発明に係る太陽電池モジュール群は、第1面と第1面とは反対側の第2面とを有し、第2面を架台側に向けて、架台上に並べて設置される複数の太陽電池モジュールと、架台上に設けられて太陽電池モジュールの外周を第2面側から覆う水受けとを備える。
本発明に係る太陽電池モジュール群によれば、裏面側に雨水等が滴り落ちることを防止できる。
本発明の実施形態の一例である太陽電池モジュール群を備えるカーポートの正面図である。 図1に示すカーポートの側面図である。 図2に示す矢印αの方向から見たカーポートの上面図である。 図3において、太陽電池モジュールを取り付ける前の状態を示す図である。 図3のAA線断面の一部を示す図である。 図3のBB線断面の他の一部を示す図である。 図5のC部拡大図である。 図5のD部拡大図である。 図6のE部拡大図である。 図6のF部拡大図である。 本発明の実施形態の一例である水受け構造の変形例を示す図である。 本発明の実施形態の一例である水受け構造の変形例を示す図である。
図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
本明細書において「略**」とは、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
図1は、本発明の実施形態の一例である太陽電池モジュール群10を適用したカーポート100を示す正面図である。図2は、カーポート100の側面図である。
カーポート100は、太陽電池モジュール群10が設置される縦桟101、横桟102(以下、これらを総称して「架台」という)を備える。カーポート100には、等間隔に配置された複数(3本)の横桟102上に、複数(6本)の縦桟101が等間隔で配置されている。縦桟101と横桟102は、互いに直交しており、太陽電池モジュール群10を構成する各太陽電池モジュール11の端部に位置するように設計されている。1本の横桟102には、2本の支柱103が設けられている。縦桟101は支柱103側が下方に位置するように傾斜しており、その上に設置される太陽電池モジュール群10も同様に傾斜している(以下、支柱103側を「軒側」、軒側の反対側を「棟側」という)。
カーポート100は、一般的に用いられるプラスチック製の屋根材の代わりに、太陽電池モジュール群10を適用したものである。即ち、太陽電池モジュール群10が雨等を受ける屋根材としての機能も果たす。即ち、カーポート100において、裏面側の雨水等の滴り落ちを防止することは重要である。カーポート100は、上記のように、架台が各太陽電池モジュール11の端部に位置するため裏面側からも光が入射し易く、両面発電型モジュールに好適である。
本実施形態はカーポート100を例示するが、太陽電池モジュール群10の適用形態はこれに限定されない。太陽電池モジュール群10は、例えば、カーポート100と形状の異なるカーポートの屋根や、アーケードの屋根などに適用できる。また、家屋の屋根等に設置される一般的な用途に適用することもできる。
図3は、図2の矢印αの方向から見たカーポート100の上面図、即ち太陽電池モジュール群10を受光面側から見た図である。図4は、図3において、太陽電池モジュールを取り付ける前の状態を示す図である。図4では、図面の明瞭化のため、架台の記載を省略し架台上に取り付けられる水受け14のみを示している。ここで、「受光面」とは太陽光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。
太陽電池モジュール群10は、架台上に並べて設置される複数の太陽電池モジュール11と、架台上に設けられて太陽電池モジュール11の外周を裏面側から覆う水受け14とを備える。水受け14としては、2種類の水受け60,70を用いることが好適である。また、太陽電池モジュール群10は、並べられた複数の太陽電池モジュール11のうち端に位置する太陽電池モジュール11(以下、「端部モジュール」という場合がある)に取り付けられる化粧カバー12を備えることが好ましい。化粧カバー12は、太陽電池モジュール群10の外周の全長に亘って取り付けられることが好ましい。
本実施形態では、平面視において矩形形状を呈する太陽電池モジュール11の長手方向が縦桟101に平行となるように縦2枚、横5枚の計10枚が設置されており、全ての太陽電池モジュール11が端部モジュールである。各太陽電池モジュール11は同一平面上に並べられており、隣り合うモジュール間では長辺同士、短辺同士がそれぞれ対向する。並べられた複数の太陽電池モジュール11は、全体としても平面視において矩形形状を呈している。但し、全体としては、各太陽電池モジュール11の短辺に沿った方向が長手方向となっている。なお、「平面視」とは、受光面に対し垂直方向から観た際の平面形状を意味する。
太陽電池モジュール群10には、隣り合う太陽電池モジュール11同士の継目と、太陽電池モジュール11と化粧カバー12との継目とに、継目部13が設けられている。隣り合う太陽電池モジュール11の間においては、長辺同士が隣り合っている部分にのみ継目部13が設けられる。継目部13には継合部材50(後述の図7等参照)等が設けられ、継合部材50は、例えば、隣り合う太陽電池モジュール11同士をつなぐ。本実施形態では、継合部材50により太陽電池モジュール11同士等がずれ動かないように固定される。一方、太陽電池モジュール11の短辺同士、及び太陽電池モジュール11の短辺と化粧カバー12は互いに継ぎ合わされていない。即ち、継合部材50により互いにつながっておらず互いに固定されていない。
水受け14は、継目部13の直下、及び太陽電池モジュール11の短辺同士が突き合わされる部分の直下に設けられる。ここで、「直下」とは、受光面から裏面に向かう方向における真下を意味する(以下同様)。本実施形態において、水受け60は、横桟102に沿って設けられ、水受け70は、縦桟101に沿って設けられている。水受け60は、例えば、太陽電池モジュール11の短辺の長さと略同等の長さを有し、1本の横桟102に対して5本設けられる。水受け70は、例えば、棟側から軒側まで1つの部材により構成されており、縦桟101と同じ本数設けられる。水受け70には、水受け60と交差する部分に切欠き74が形成されている。水受け60は、切欠き74に嵌め込まれて水受け70上に配置される。なお、水受け70は、縦桟101に対して締結部材71を用いて固定されている。締結部材71には、パッキン付きのドリリングビスを用いることが好適である。
以下、図5〜図10をさらに参照しながら太陽電池モジュール群10の各構成要素について詳説する。図5は、図3のAA線断面の一部を示す図、図6は、図3のBB線断面の一部を示す図である。図7,8,9,10は、それぞれ図5のC部、D部、図6のE部、F部の拡大図である。
<太陽電池モジュール11>
太陽電池モジュール11は、太陽電池パネル20と、太陽電池パネル20の端縁に取り付けられるフレーム21とを備える(図3参照)。太陽電池パネル20には、複数の太陽電池素子22が搭載されている。また、太陽電池パネル20の裏面側には、パネルの端から引き出されるリード線と太陽電池モジュール11から電流を出力するための電力線との接続部を内蔵する端子ボックス26が接着剤等により取り付けられている。
図5,6に示すように、本実施形態では、太陽電池モジュール11が水受け14を介して縦桟101に固定される。具体的には、水受け70に太陽電池モジュール11が締結される。水受け70は、上記のように、締結部材71で縦桟101に固定される。
[太陽電池パネル20]
太陽電池パネル20は、複数の太陽電池素子22と、太陽電池素子22の受光面側に配置される第1保護部材23と、太陽電池素子22の裏面側に配置される第2保護部材24とを備える(図5参照)。複数の太陽電池素子22は、第1保護部材23及び第2保護部材24により挟持されると共に、充填材25により封止されている。また、太陽電池パネル20は、太陽電池素子22の電極に取り付けられて隣接する太陽電池素子22同士を接続する配線材等を備える。
太陽電池素子22は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部には、例えば、受光面上に受光面電極が、裏面上に裏面電極がそれぞれ形成される。なお、太陽電池素子22の構造は特に限定されず、例えば、光電変換部の裏面上のみに電極が形成された構造であってもよい。
光電変換部は、例えば、結晶系シリコン(c‐Si)、ガリウム砒素(GaAs)、インジウム燐(InP)等の半導体基板と、基板上に形成された非晶質半導体層と、非晶質半導体層上に形成された透明導電層とを有する。具体例としては、n型単結晶シリコン基板の受光面上にi型非晶質シリコン層、p型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成し、裏面上にi型非晶質シリコン層、n型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成した構造が挙げられる。透明導電層は、酸化インジウム(In23)や酸化亜鉛(ZnO)等の金属酸化物に、錫(Sn)やアンチモン(Sb)等をドープした透明導電性酸化物から構成されることが好ましい。
電極は、例えば、複数のフィンガー部、及び複数のバスバー部からなる。フィンガー部は、透明導電層上の広範囲に形成される細線状の電極であり、バスバー部は、フィンガー部からキャリアを収集する電極である。配線材は、バスバー部に取り付けられる。
第1保護部材23には、例えば、ガラス基板や樹脂基板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。これらのうち、耐火性、耐久性等の観点から、ガラス基板が好適である。第2保護部材24には、第1保護部材23と同じ部材を用いることができ、また裏面側からの光の入射を想定しない場合には透光性を有さない部材を用いることもできる。本実施形態では、第1保護部材23、第2保護部材24共に透光性を有するガラス基板を用いている。充填材25には、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等の樹脂を用いることができる。
[フレーム21]
フレーム21は、ステンレスやアルミニウム等の金属製枠であって、軽量性等の観点から好ましくはアルミニウム製とされる。フレーム21は、太陽電池パネル20の端縁を保護すると共に、隣り合う太陽電池モジュール11同士の固定や、化粧カバー12との固定などに利用される。フレーム21は、例えば、複数のフレームを組み合わせて構成され、太陽電池パネル20の四方を囲んでいる。
図7〜図10では、太陽電池パネル20の長辺側に取り付けられるフレーム21をフレーム21A、短辺側に取り付けられるフレーム21をフレーム21B,21Cとして示している。フレーム21A,21B,21Cは、例えば、後述する本体部30の空洞に圧入されるコーナーピースを用いて互いに固定される。フレーム21Aと、フレーム21B,21Cの構造上の主な相違点としては、長手方向の長さ、後述する鍔部32の有無が挙げられる。また、フレーム21B,21Cの構造上の主な相違点としては、後述する嵌合部31の隙間の寸法が挙げられる。
フレーム21Aは、中空構造のフレーム本体部30(以下、「本体部30」とする)と、太陽電池パネル20の端縁が嵌め込まれる嵌合部31とを有する。本体部30は、長手方向に延びた空洞を有し、長手方向に直交する方向(以下、「幅方向」という)に切断した断面は、上下方向にやや長く延びた略矩形形状を呈する。嵌合部31は、本体部30の上面と、本体部30上に設けられた長手方向に延びる断面L字形状の部材とにより構成されている。嵌合部31は、幅方向において、太陽電池パネル20が配置される方向に開口したU字形状であり、太陽電池パネル20が嵌め込まれる。以下、特に断らない限り、フレーム21等の「断面」とは幅方向に切断した断面を意味する。また、フレーム21等の「上下方向」とは、太陽電池パネル20の厚み方向を意味し、受光面側を「上」、裏面側を「下」とする。
フレーム21Aは、幅方向において、太陽電池パネル20が配置される側とは反対側(以下、「外側」という)に本体部30から張り出した鍔部32を有する。鍔部32は、隣り合う太陽電池モジュール11同士の固定、太陽電池モジュール11と化粧カバー12との固定、及び太陽電池モジュール11と水受け70との固定に用いられる。鍔部32は、フレーム21Aの一部、例えば長手方向の両端近傍や中央部のみに形成されてもよいが、固定性向上等の観点からフレーム21の長手方向に沿った略全長に亘って形成されることが好ましい。
鍔部32は、断面L字形状を呈することが好適である。鍔部32は、本体部30の外側下端からさらに外側に向かって張り出している。鍔部32は、基部33と、爪部34とを含む。基部33は、本体部30の外側下端から外側に向かって幅方向に延びおり、本体部30の下面と同一平面を構成する。爪部34は、基部33の外側の先端部分から上方向に向かって延びている。爪部34は、継合部材50を引っ掛けて止める役割を果たし、基部33に対して略垂直に設けられることが好ましい。鍔部32は、例えば、本体部30の下端から外側に向かって張り出した部分の先端部分を上下方向に沿うように曲げ加工して形成される。
鍔部32の幅方向長さは、継目部13の構造等により適宜変更できるが、太陽電池モジュール群10の設置面積低減の観点から固定性に影響がない範囲で短いことが好ましい。継目部13において、隣り合う太陽電池モジュール11の各鍔部32は、互いに接していてもよいが、好ましくは後述のボルト51が挿通可能な隙間をあけて対向配置される。
フレーム21B、21Cは、フレーム21Aとほぼ同一の構成であるが、上述したように、長手方向の長さが異なり、鍔部32を備えていない点で相違している。さらに、フレーム21Cの一部の嵌合部31の上下方向の間隔が異なる。具体的には、本実施形態では、太陽電池パネル20の端縁のうち端子ボックス26が取り付けられる短辺側の端縁において、第1保護部材23が第2保護部材24の端から大きく延出している。そして、かかる端縁に取り付けられるフレーム21Cの嵌合部31(図10参照)は、他のフレームの嵌合部よりも隙間が小さく、第1保護部材23のみを差し込み可能な寸法に設計されている。
<化粧カバー12>
化粧カバー12は、太陽電池モジュール群10の外周、即ち端部モジュールの端縁であって隣り合う太陽電池モジュール11が存在しない端縁に取り付けられる。化粧カバー12は、太陽電池モジュール群10の外周から端部モジュールのフレーム21や水受け14が見えないように隠して、太陽電池モジュール群10の意匠性を高める機能を有する。即ち、化粧カバー12は、下側に配置される水受け70まで隠蔽可能な形状、寸法を有することが好適である。
化粧カバー12は、化粧カバー本体部40(以下、「本体部40」とする)と、太陽電池モジュール11等に固定するための取り付け部41とを有する。本実施形態では、端部モジュールの幅方向における外側端部よりもさらに外側まで水受け70が延びて配置されている。そのため、本体部40は、水受け70に接触しないように、下部側が上部側よりも端部モジュールの外側に位置するように中途部で折れ曲がっている。そして、かかる折れ曲がり部よりも上部側は上下方向に対して端部モジュール側に向かって傾斜しており、下部側は上下方向に沿って水受け70よりも下方まで延びている。
本体部40の下部は、幅方向において、端部モジュール側に向かって折れ曲がり、縦桟101との隙間をカバーする。太陽電池モジュール群10の長辺側に取り付けられる化粧カバー12は、例えば、アングルピース45及び締結部材46を用いて縦桟101に固定される(図5参照)。軒側の化粧カバー12には、水受け70に沿って流れてくる雨水等を抜くための水抜き孔47を形成しておくことが好適である。
化粧カバー12の長さは、特に限定されないが、太陽電池モジュール11の長辺、短辺に対応する2種類の長さを準備することが好ましい。本実施形態では、例えば、縦桟101に沿って2本ずつ、横桟102に沿って6本ずつの計14本の化粧カバー12を用いることができる。隣り合う化粧カバー12は、カバージョイント48により互いに固定することができる。
取り付け部41は、太陽電池パネル20の受光面に沿った上面部41aと、フレーム21と略同等の上下方向長さを有し、上面部41aに対して略垂直な側面部41bとを有する。また、側面部41bの下端からは本体部40側に向かって上面部41aと略平行な下面部41cが、上面部41a及び下面部41cの端からは本体部40に繋がる斜面部41dがそれぞれ形成されている。そして、取り付け部41の各面に囲まれた断面略五角形状の空洞が形成される。
取り付け部41は、側面部41bと下面部41cとが接続された位置から、端部モジュール側に向かってに張り出した鍔部42を有する。鍔部42は、太陽電池モジュール11との固定、及び水受け70との固定に用いられる。詳しくは後述するように、化粧カバー12に鍔部42を設けたことにより、太陽電池モジュール11同士を固定するための構造と同じ構造を用いて太陽電池モジュール11と化粧カバー12とを固定することが可能となる。鍔部42は、取り付け部41の一部、例えば長手方向の両端近傍や中央部のみに形成されてもよいが、固定性向上等の観点から取り付け部41の長手方向に沿った略全長に亘って形成されることが好ましい。
鍔部42は、断面L字形状を呈することが好適である。鍔部42は、基部43と、爪部44とを含む。基部43は、側面部41bと下面部41cとが接続された位置から、端部モジュール側に向かって幅方向に延びており、下面部41cと同一平面を構成する。爪部44は、基部43の端部モジュール側の先端部分から上方向に向かって延びている。爪部44は、継合部材50を引っ掛けて止める役割を果たし、基部43に対して略垂直に設けられることが好ましい。
鍔部42とフレーム21Aの鍔部32は、例えば、爪部の形状を変更する等互いに異なった形状としてもよいが、作業性や固定性向上等の観点から互いに略同一形状であることが好ましい。また、両者の寸法、特に幅方向長さは互いに略同一であることが好ましい。
<継目部13>
継目部13には、太陽電池モジュール11同士を固定する部分(i)、及び太陽電池モジュール11の長辺側と化粧カバー12とを固定する部分(ii)がある。また、太陽電池モジュール11の短辺側と化粧カバー12との継目部13(iii)がある。図7,8,9では、(i)を継目部13A、(ii)を継目部13B、(iii)を継目部13Cとして、それぞれ示している。継目部13Cは、上記のように、太陽電池モジュール11と化粧カバー12とが互いに固定されていない点で継目部13Bと異なる。
継目部13Aには、継合部材50が設けられる。継合部材50は、隣り合う太陽電池モジュール11の長辺に沿って形成された各々のフレーム21Aの鍔部32に跨って取り付けられ、太陽電池モジュール11同士を互いにつなぐ。継合部材50は、締結箇所(ボルト51の取り付け位置)の近傍のみに設けられる短尺部材であってもよいし、フレーム21Aの長手方向に沿って延びる長尺部材であってもよい。
本実施形態では、継目部13Aの直下に水受け70が設けられており、太陽電池モジュール11は、水受け70を介して縦桟101に設置されている。水受け70は、隣り合う太陽電池モジュール11の各フレーム21Aを載置可能な台座75を有する。台座75は、水受け70の底板72の幅方向中央部が上方に突出して形成されており、その上端に各フレーム21Aを同じ高さに支持する平坦な座面を有する。座面には、例えば、ボルト軸が挿通可能でボルトヘッドが引っ掛かるボルト止め構造が形成される。下方向から上方向に向かって座面に挿入されたボルト51は、かかるボルト止め構造によりボルトヘッドが固定され、ボルト軸が上方に延びる。ボルト軸には、例えば、ボルトヘッドを台座75に固定するためのナットが取り付けられる。
継合部材50は、例えば、断面U字形状の押え金具である。継合部材50には、例えば、ボルトを挿通可能なボルト孔が形成される。隣り合う太陽電池モジュール11の各フレーム21Aをボルト51のボルト軸を挟んで台座75に載置後、継合部材50のU字形状の端部(脚)により各鍔部32の各基部33を台座75に押さえ付ける。その後、継合部材50を基部33に押し付けて固定するためのナットがボルト51のボルト軸に取り付けられる。なお、各部材を固定する締結部材としては、ボルト51以外に、クリップ式の締結部材やビス等を用いることもできる。継合部材50は、本体部30と爪部34とに挟まれて幅方向の動きが拘束されるため、隣り合う太陽電池モジュール11は互いにずれ動かないように固定される。継合部材50として長尺部材を用いた場合、その締結箇所は少なくとも2箇所であることが好ましい。例えば、フレーム21Aの長手方向両端近傍に設置される締結部材71よりもやや長手方向中央部よりに当該締結箇所が設けられる。
さらに、継目部13Aには、隣り合うフレーム21A間に跨って設けられる中間カバー部材を設けることが好適である。中間カバー部材は、継合部材50等が受光面側から見えないように隠す中間カバー52と、中間カバー52を固定するための中間カバー受け53とで構成することができる。中間カバー52及び中間カバー受け53には、互いに嵌り合う嵌合構造が形成されている。中間カバー52は、例えば、太陽電池モジュール群10の意匠性を高めると共に、雨水等の侵入を防止する防水機能を果たす。中間カバー受け53は、例えば、ボルト孔を有し、継合部材50上に配置されて、ボルト51により継合部材50と共に水受け70に固定される。
継目部13Bは、一方の太陽電池モジュール11が化粧カバー12に変わった以外、継目部13Aと同様の固定機構を有する。継目部13Bにおいても、継目部13Aと同じ継合部材50を使用することができる。また、継目部13Bでは、継合部材50の他にも、ボルト51や中間カバー52、中間カバー受け53など、継目部13Aと同じ部材を使用することができる。
継合部材50は、フレーム21Aの鍔部32と化粧カバー12の鍔部42とに跨って取り付けられる。継合部材50は、水受け70の台座75側から挿入されたボルト51を締め付けることで、鍔部32の基部33と鍔部42の基部43とを押え付ける。そして、継合部材50は、一方の脚がフレーム21Aの本体部30と爪部34とに、他方の脚が化粧カバー12の取り付け部41と爪部44とに挟まれて幅方向の動きが拘束されるため、太陽電池モジュール11と化粧カバー12とが互いにずれ動かないように固定される。
継目部13Cにおいても、継合部材50やボルト51、中間カバー52、中間カバー受け53など、継目部13A,Bと同じ部材を使用することができる。但し、図9に示す太陽電池モジュール11の短辺側のフレーム21Bには鍔部32が形成されていないため、継合部材50により太陽電池モジュール11の短辺と化粧カバー12は固定されない。継目部13Cでは、継合部材50の両脚を同じ高さに揃えるため、台座75の座面上にボルト孔が形成されたスペーサー35を設けることが好適である。これにより、継合部材50を安定に締結することができ、化粧カバー12を台座75に固定することが可能となる。
<水受け14>
水受け14は、継目部13の直下、及び太陽電池モジュール11の短辺同士が突き合わされた部分の直下において、太陽電池モジュール11の各々に跨って、また太陽電池モジュール11と化粧カバー12とに跨って設けられる。これにより、水受け14は、かかる部分から裏面側に侵入する雨水等を受けることができる。水受け14は、断面形状が同一の1種類の水受け(例えば、水受け70)で構成されてもよいが、施工性等の観点から断面形状が異なる2種類の水受け60,70で構成されることが好ましい。水受け60は、太陽電池モジュール11の短辺に沿って設けられ、水受け70は、太陽電池モジュール11の長辺に沿って設けられる。水受け70は、台座75により太陽電池モジュール11等を固定する。
水受け14は、上記のように、隣り合う太陽電池モジュール11の各々に跨って設けられるため、太陽電池モジュール11の端縁を裏面側から覆う。水受け14は、水受け60,70により各太陽電池モジュール11の端縁の全長に亘って設けられている。フレーム21の直下には水受け14が存在し、また太陽電池パネル20の端縁の直下にも水受け14が存在する。
一方、水受け14は、太陽電池素子22の直下よりも太陽電池モジュール11の端縁側に設けられることが好適である。即ち、水受け14の幅方向端部が太陽電池素子22の端部にかからないように水受け14を設ける。これにより、裏面側からの光の入射が阻害されず、また水受け14に起因する太陽電池素子22の損傷を防止できる。水受け14は、それ自体や太陽電池モジュール11に衝撃が加わった場合に太陽電池パネル20等と接触する可能性があるが、上記構成とすることで当該接触が起こった場合でも水受け14と太陽電池素子22との接触を防止できる。なお、特に上側に設けられる水受け60は、太陽電池パネル20と接触し易い。このため、平面視(断面視も同様)における太陽電池素子22の端と水受け60の端との距離X2(図10参照)は、太陽電池素子22の端と水受け70の端との距離X1(図7参照)よりも長いことが好ましい。X1=X2であってもよいが、例えば、X1=0の場合はX2>0とすることが好ましい。
水受け60は、底板61と、底板61の幅方向両端部において上方向に延びた側壁62とを有する。水受け60は切欠き74に嵌め込まれて水受け70上に配置されるので(図4参照)、底板61の外面は平坦であることが好ましい。かかる水受け60の取り付け構造は施工性に優れるが、固定性を高めるため水受け60を縦桟101に直接締結してもよい。この場合、例えば、水受け60は水受け70の上に配置されているため縦桟101からは浮いているので、水受け60と縦桟101の間にスペーサーを設置する。側壁62は、例えば、底板61に対して略垂直であり、その高さは雨水等が漏れ出さない範囲で低く設定される。なお、端子ボックス26に接続される電力線は水受け60,70内に配置されることが好ましく、側壁62は電力線を隠蔽することが好ましい。
水受け60は、太陽電池モジュール11の短辺側の端縁に取り付けられた端子ボックス26の直下に設けられることが好適である。より好ましくは、端子ボックス26の直下よりも太陽電池パネル20の中央部側に張り出すように水受け60を設ける。これにより、端子ボックス26が種々の外的因子等により太陽電池パネル20から剥がれて脱落した場合であっても、水受け60により端子ボックス26を受け止めることができる。なお、図10に示す例では、水受け60の側壁62が端子ボックス26の下面よりも上方まで延びている。この場合、端子ボックス26をより受け止め易くなる。
図11(図10に対応する断面図)に水受け60の変形例を示す。図11に示す例では、底板61の設置位置は図10の場合と同じであるが、側壁62の高さがより低く、側壁62の上端は端子ボックス26の下面よりも下方に位置している。この場合、水受け60に流れ込む水量が多い場合であっても端子ボックス26が水に浸かることを防止できる。或いは、図10に示す形態において、端子ボックス26が水に浸からないように側壁62の一部に水位調整用の孔や切欠きを形成してもよい。
底板61の内面には、水受け60の長手方向に沿って水を流し易くするための複数のリブ63が設けられている。リブ63は、底板61の内面に形成された突起であって、裏面から受光面に向かう方向に突出している。リブ63は、水受け60の全長に亘って形成されることが好適である。リブ63の高さ(h63)は、側壁62の高さ(h62)よりも低く、h63=h62×1/3〜1/10程度が好ましい。この範囲であれば、施工性を損なうことなく水の流れを効率よく規制できる。なお、図10に示す例では、同じ高さの4本のリブ63が略等間隔で互いに略平行に形成されている。
図12(図10に対応する断面図)に水受け60の変形例を示す。図12に示す例では、高さが互いに異なる2種類のリブ63A,63Bが形成されている。リブ63Aは、フレーム21B,21Cの直下に、リブ63Bは、端子ボックス26の直下にそれぞれ配置されている。リブ63Aの高さ(h63A)は、リブ63Bの高さ(h63B)よりも高く、h63A=h63B×1.5〜5程度が好ましい。上記のように、水受け60は、それ自体や太陽電池モジュール11に衝撃が加わった場合に太陽電池モジュール11と接触する可能性があるが、h63A>h63Bとすることで当該接触が起こった場合でも水受け60と端子ボックス26との接触を防止できる。即ち、リブ63Aとフレーム21とが優先的に接触するため、リブ63Bが端子ボックス26に接触して損傷を与えることを防止できる。
水受け70は、水受け60と同様に、底板72と、底板72の幅方向両端部において上方向に延びた側壁73とを有する。底板72は、上記のように、幅方向中央部が突出して形成された太陽電池モジュール11等を載置する台座75を有する。そして、底板72は締結部材71により縦桟101に固定される。側壁73は、例えば、底板72に対して略垂直であり、その高さは雨水等が漏れ出さない範囲で低く設定される。但し、水受け70を流れる水量は水受け60よりも多く、また水受け70内に電力線を配置する場合、その数は水受け60よりも多くなるため、側壁73の高さは側壁62の高さよりも高いことが好ましい。
上記実施形態は、上述した変形例以外にも本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、上記実施形態では、太陽電池モジュール11の長辺側のみに鍔部32を形成するものとしたが、短辺側のみに鍔部32を形成してもよく、或いは太陽電池モジュール11の全周に鍔部32を形成してもよい。また、太陽電池モジュール11の長辺が横桟102に沿うように太陽電池モジュール11を配置してもよい。この場合、水受け60の上に水受け70を配置することができる。
上記構成を備えた太陽電池モジュール群10によれば、水受け14により裏面側に雨水等が滴り落ちることを防止できる。
太陽電池モジュール群10では、太陽電池モジュール11の短辺同士が突き合わされた部分から、又は継目部13から雨水等が裏面側に侵入する可能性があるが、かかる部分の直下に水受け14を設けることで雨水等が滴り落ちることを防止できる。例えば、太陽電池モジュール11の短辺側から裏面側に侵入した水は、水受け60に受けられて水受け60上を流れ、その下方に配置された水受け70に流れ落ちる。水受け70は長手方向に傾斜しているため、雨水は軒側に流れて水抜き孔47から排出される。水抜き孔47の下方には、樋などを設けておくことが好ましい。即ち、水受け14は、太陽電池モジュール群10を屋根材として適用した場合であっても水漏れの発生を十分に抑制する。
また、水受け70を介して太陽電池モジュール11や化粧カバー12を架台に取り付けることにより、施工が容易になると共に、太陽電池モジュール11等のより安定した取り付け形態を実現する。さらに、水受け60が端子ボックス26の直下に設けられることにより、端子ボックス26が脱落した場合の受け皿として機能する。加えて、フレーム21の直下に位置するリブ63Aの高さを、端子ボックス26の直下に位置するリブ63Bの高さよりも高くすることにより、リブ63Bが端子ボックス26に接触して損傷を与えることを防止する。
また、太陽電池モジュール群10では、太陽電池モジュール11同士、太陽電池モジュール11と化粧カバー12、及びこれらと架台との固定を、いずれも同じ継合部材50等を用いて行うことができる。したがって、多種類の継合部材50等を準備する必要がなく、コスト削減や作業性改善に寄与する。
10 太陽電池モジュール群、11 太陽電池モジュール、12 化粧カバー、13 継目部、14 水受け、20 太陽電池パネル、21 フレーム、22 太陽電池素子、23 第1保護部材、24 第2保護部材、25 充填材、26 端子ボックス、30 フレーム本体部、31 嵌合部、32 鍔部、33 基部、34 爪部、35 継合スペーサー、40 化粧カバー本体部、41 取り付け部、42 鍔部、43 基部、44 爪部、45 アングルピース、46,71 締結部材、47 水抜き孔、48 カバージョイント、50 継合部材、51 ボルト、52 中間カバー、53 中間カバー受け、60,70 水受け、61 底板、62 側壁、63,63A,63B リブ、72 底板、73 側壁、74 切欠き、75 台座、100 カーポート、101 縦桟、102 横桟、103 支柱。

Claims (8)

  1. 第1面と前記第1面とは反対側の第2面とを有し、前記第2面を架台側に向けて、架台上に並べて設置される複数の太陽電池モジュールと、
    前記架台上に設けられて前記太陽電池モジュールの外周を前記第2面側から覆う水受けと、
    を備えた太陽電池モジュール群。
  2. 請求項1に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記太陽電池モジュールは、前記水受けを介して前記架台に固定される太陽電池モジュール群。
  3. 請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記水受けは、隣り合う前記太陽電池モジュールの継目部において該モジュールの各々に跨って設けられる太陽電池モジュール群。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記太陽電池モジュールに取り付けられる化粧カバーをさらに備え、
    前記水受けは、前記太陽電池モジュール及び前記化粧カバーの継目部において該モジュールと該カバーとに跨って設けられる太陽電池モジュール群。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記水受けは、前記第1面から前記第2面に向かう第1方向における前記太陽電池モジュールに搭載された太陽電池素子の直下よりも、前記太陽電池モジュールの端縁側に設けられる太陽電池モジュール群。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記太陽電池モジュールは、前記第2面側に取り付けられた端子ボックスを有し、
    前記水受けは、前記第1面から前記第2面に向かう第1方向における前記端子ボックスの直下に設けられる太陽電池モジュール群。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記水受けには、前記第2面から前記第1面に向かう第2方向に突出したリブが、前記水受けの長手方向に沿って設けられる太陽電池モジュール群。
  8. 請求項7に記載の太陽電池モジュール群であって、
    前記水受けには、前記第2方向に突出した第1リブ及び第2リブが、前記水受けの長手方向に沿って設けられ、
    前記第1方向における前記太陽電池モジュールのフレームの直下に位置する前記第1リブの高さは、前記第1方向における前記端子ボックスの直下に位置する前記第2リブの高さよりも高い太陽電池モジュール群。
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