WO2013058190A1 - 太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュール Download PDF

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solar cell
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保博 ▲荒▼木
大久保　淳
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シャープ株式会社
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    • H02S30/10—Frame structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell panel frame that fits and supports the edge of a solar cell panel and a solar cell module using the same.
  • a thin-film solar cell panel is used in a state of being fitted in a frame so as to have mechanical strength and weather resistance as the panel area increases.
  • a method of increasing the plate thickness of the frame is used, but there are problems such as an increase in the weight of the entire frame and an increase in material cost.
  • FIG. 9 shows the structure of a frame for a solar cell panel described in Patent Document 1.
  • the frame (long side frame) 104 has a length (length in the direction perpendicular to the paper surface) substantially equal to the length of the long side of the solar cell panel, and a partition plate 104a for increasing the strength is provided inside. ing. Further, a groove portion 104b for sandwiching a solar cell panel (not shown) is provided inside the upper part, and screw grooves 104e and 104f for tapping are formed along the longitudinal direction inside.
  • the strength of the frame body 104 can be increased by providing the partition plate 104a.
  • the frame described in Patent Document 1 in order to further increase the strength of the frame 104, it is necessary to increase the thickness of the partition plate 104a itself or to provide a plurality of partition plates 104a.
  • the thickness of the partition plate 104a is increased or a plurality of the partition plates 104a are provided, there is a problem that the weight of the frame increases and the material cost increases accordingly.
  • the present invention was devised to solve such problems, and its purpose is not a method of increasing the thickness of the partition plate or a method of providing a plurality of partition plates, but the partition plate and the screw hole portion are integrated. It is in providing the frame for solar cell panels which raised the intensity
  • the solar cell panel frame of the present invention is a long frame body and a long frame body and a fitting portion that fits and supports the edge of the solar cell panel.
  • a frame-shaped frame member, the ends of the two frame members in which the fitting portions are respectively fitted into adjacent edge portions of the solar cell panel are butted together, and the butted portions are screw-fixed.
  • the frame body for a battery panel, wherein the one frame main body portion to be abutted is provided with a screw hole portion for fixing the screw and a partition plate for partitioning the inside of the frame main body portion, and the screw hole portion and The partition plate has a single structure.
  • the strength of the frame member can be increased by integrating the partition plate and the screw hole portion.
  • the partition plate and the screw hole portion as an integral structure, it is possible to reduce the material necessary for forming the frame main body portion, and as a result, it is possible to reduce the material cost.
  • each of the partition plate and the screw hole portion is formed in an elongated shape along the longitudinal direction of the frame main body portion, and the cross-sectional shape of the screw hole portion is
  • the configuration may be a C-shape.
  • the opening direction of the opening part along the said longitudinal direction of the said screw hole part formed in the said C shape is another screw hole formed in the said frame main-body part.
  • the opening may be different from the opening direction of the opening.
  • the strength can be increased with respect to the load from one direction by making the opening directions of the two screw hole portions different.
  • the screw hole portion is integrally formed with the partition plate and the side wall at a corner portion where the partition plate and one side wall of the frame main body portion intersect. It may be.
  • the screw hole portion integrally with the partition plate and the side wall at the corner portion where the partition plate and one side wall of the frame main body portion intersect, the partition plate and one side wall of the frame main body portion are formed. The strength of the intersecting corner can be further increased.
  • the screw hole portion may be formed on one surface side of the partition plate.
  • the screw hole portion may be formed so as to protrude to both sides of the partition plate.
  • the frame member in which the screw hole portion and the partition plate are integrated may be a frame member that supports the long side of the solar cell panel. .
  • the strength of the long side frame member with a larger load can be increased. it can.
  • the solar cell module of the present invention is characterized in that the solar cell panel frame having the above-described configuration is supported by being fitted to the edge of the solar cell panel.
  • the strength of the frame member can be increased by integrating the partition plate and the screw hole portion as compared with the case where the partition plate is provided alone.
  • FIG. 1A is a perspective view of the overall configuration of the solar cell module as seen from the light receiving surface side.
  • FIG. 1B is a perspective view of the overall configuration of the solar cell module as seen from the surface opposite to the light receiving surface.
  • FIG. 2 is an end cross-sectional view of the solar cell panel.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a portion A in FIG. 1A in an enlarged manner.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the long side frame constituting the frame.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1A.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a short side frame constituting the frame.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a frame showing another configuration example 1 of the integral structure of the partition plate and the screwing portion.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the frame showing another configuration example 2 of the integral structure of the partition plate and the screwing portion.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a frame for a solar cell panel described in Patent Document 1.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views showing the overall configuration of the solar cell module.
  • FIG. 1A is the figure which looked at the solar cell module from the light-receiving surface side
  • FIG. 1B is the figure which looked at the back surface side of the solar cell module, ie, the opposite side of the light-receiving surface.
  • 2 is an end cross-sectional view of the solar cell panel
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing an A portion in FIG. 1 in an enlarged manner
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a long side frame constituting the frame
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • the solar cell module 1 of the present embodiment includes a solar cell panel 10 and a solar cell panel frame body (hereinafter simply referred to as a solar cell panel frame) that supports each peripheral edge of the solar cell panel 10. 20).
  • a solar cell panel frame body hereinafter simply referred to as a solar cell panel frame
  • the solar cell panel 10 is a transparent electrode made of a transparent conductive film constituting a solar cell 15 on a translucent insulating substrate (surface substrate) 11 as shown in FIG.
  • the film 12, the photoelectric conversion layer 13, and the back electrode film 14 are laminated in this order.
  • a sealing film (sealing material) 16 and a back surface protection for weather resistance and high insulation are provided on the back electrode film 14.
  • a back film 17 as a sheet is laminated, and the whole structure is laminated and sealed.
  • the translucent insulating substrate 11 there is a heat resistant resin such as glass or polyimide.
  • the transparent electrode film 12 include SNO2, ZNO, and ITO.
  • the photoelectric conversion layer 13 include silicon-based photoelectric conversion films such as amorphous silicon and microcrystalline silicon, and compound-based photoelectric conversion films such as CDTE and CUINSE2.
  • the back electrode film 14 is made of, for example, a ZNO transparent conductive film and a silver thin film.
  • a thermoplastic polymer film is preferable, and those made of EVA (ethylene vinyl acetate resin) or PVB (polyvinyl butyral resin) are most suitable.
  • the back film 17 has a three-layer structure of PET / AL / PET (PET: polyethylene terephthalate) or a three-layer structure of PVF / AL / PVF (PVF: polyvinyl fluoride resin film) in order to ensure moisture resistance. . That is, even if only PET or PVF can prevent the intrusion of adhering water droplets, the invasion of water vapor cannot be prevented. Therefore, an AL layer that is a metal layer (waterproof layer) that can prevent the invasion of water vapor is interposed inside.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVF polyvinyl fluoride resin film
  • the frame 20 supports each edge of the solar cell panel 10, and includes two long-side frames (frame members) 22 and two A short-side frame (frame member) 24 is provided, and these frames 22 and 24 are integrally assembled to form a frame shape.
  • FIG. 3 shows an assembly portion (butting portion) between the lower long side frame 22 and the right short side frame 24.
  • Each frame 22, 24 is formed by extrusion of aluminum.
  • the long side frame 22 on the upper right side shown in FIG. 1A supports the edge of the solar cell panel 10 located on the residential building side when the solar cell module 1 is installed on the roof of the house.
  • the long left frame 22 on the lower left side supports the edge portion of the solar cell panel 10 located on the house eaves side.
  • the left and right short side frames 24 respectively support the left and right side edge portions of the solar cell panel 10, and both end portions are the ends (end surfaces) of the upper long side frame 22 and the lower long side frame 22.
  • Each butted portion (end surface) is abutted, and the abutting portions are integrally connected by screw fixing.
  • the left side of the long side frame 22 is referred to as the outside constituting the outer edge of the solar cell panel 10
  • the right side of the long side frame 22 is referred to as the side that supports the solar cell panel 10, that is, the inside. Will be described.
  • the long side frame 22 includes a frame main body (frame main body portion) 22a having a rectangular closed cross section composed of an upper piece 22a1, a lower piece 22a2, an inner piece 22a3, and an outer piece 22a4.
  • An extended bent piece 22b is provided that extends upward from the outer end (left end in the figure) of the upper piece 22a1 of the frame body 22a and then bends at right angles to the inner side (right side in the figure).
  • a groove (fitting portion) 22c that is fitted into the edge of the solar cell panel 10 is formed between the upper piece 22a1 of the frame main body 22a and the horizontal portion 22b1 of the extended bent piece 22b.
  • the width dimension (vertical direction dimension in FIG. 4) of this groove part 22c is slightly larger than the thickness dimension (vertical dimension in FIG. 2) of the solar cell panel 10, and it is rubber-like end surface sealing. The dimension is set such that the member 71 can be fitted in a U-shaped cross section.
  • a rib piece 22d extending horizontally inward is formed at the lower part of the inner piece 22a3 of the frame body 22a. Further, a first extension piece 22e extending horizontally outward is formed at the upper end corner of the extension bending piece 22b. The upper extension of the outer piece 22a4 extends horizontally outward and then slightly curves upward. A second extension piece 22f is formed.
  • two screwing portions (screw hole portions) 31a and 31b having screw holes, an inner piece 22a3, and an outer piece 22a4 are connected to the inside of the frame body 22a.
  • a partition plate 32 is formed integrally with the frame body 22a.
  • the partition plate 32 and the upper screwing portion 31a have an integral structure.
  • strength of the frame main body 22a can be raised by making the partition plate 32 and the screwing part 31a into an integral structure.
  • the partition plate 32 and the screwing portion 31a as an integral structure, it is possible to reduce the material necessary for molding the long side frame 22, and as a result, it is possible to reduce the material cost.
  • the partition plate 32 and the screwing portions 31a and 31b are formed over the entire length along the longitudinal direction of the frame body 22a. Moreover, as for screwing part 31a, 31b, the hole shape is formed in the cross-sectional C-shape. By forming the screwing portions 31a and 31b with a C-shaped cross section, the material cost can be reduced while maintaining the tightening strength of the screw.
  • the integral structure of the partition plate 32 and the screwing portion 31a will be described.
  • the screwing portion 31a intersects the partition plate 32 and the inner piece 22a3 of the frame main body 22a.
  • the corner plate is formed integrally with the partition plate 32 and the inner piece 22a3.
  • the opening direction X1 of the opening 31a1 along the longitudinal direction of the screwing portion 31a formed in a C-shape indicates that the lower part of the inner piece 22a3 (more specifically, the lower part of the inner piece 22a3 and the lower piece 22a2 are It is configured differently from the opening direction X2 of the opening 31b1 of another screwing portion 31b formed at a corner portion that intersects.
  • the opening direction X1 forms an angle of about 60 degrees with respect to the opening direction X2. In this way, by changing the opening direction of the two screwing portions 31a and 31b, the strength can be increased with respect to a load from one direction (for example, a load from the horizontal direction or the vertical direction in FIG. 4 (external force)). Can be increased.
  • the opening angle ⁇ of the openings 31a1 and 31b1 is about 60 degrees in this example.
  • the opening angle ⁇ is arbitrary, but it is preferable to set the opening angle to 120 degrees (more preferably 90 degrees) at the maximum. If it is up to 120 degrees, the tightening strength of the screw can be sufficiently maintained.
  • the left side of the short side frame 24 is referred to as the outside constituting the outer edge of the solar cell panel 10
  • the right side of the short side frame 24 is referred to as the side supporting the solar cell panel 10, that is, the inside. Will be described.
  • the short side frame 24 includes a frame main body (frame main body portion) 24a having a rectangular closed cross section composed of an upper piece 24a1, a lower piece 24a2, an inner piece 24a3, and an outer piece 24a4.
  • An extended bent piece 24b is provided that extends upward from the outer end (left end in the figure) of the upper piece 24a1 of the frame body 24a and then bends at right angles to the inner side (right side in the figure).
  • a groove portion (fitting portion) 24c into which one edge portion of the solar cell panel 10 is fitted is formed between the upper piece 24a1 of the frame body 24a and the horizontal portion 24b1 of the extended bent piece 24b.
  • the width dimension (vertical dimension in FIG. 4) of this groove part 24c is slightly larger than the thickness dimension (vertical dimension in FIG. 2) of the solar cell panel 10, and it is rubber-like end surface sealing. The dimension is set such that the member 71 can be fitted in a U-shaped cross section.
  • a rib piece 24d extending horizontally inside is formed at the lower part of the inner piece 24a3 of the frame body 24a.
  • a first extension piece 24e extending horizontally outward is formed at the upper end corner of the extension bending piece 24b, and the upper extension of the outer piece 24a4 extends horizontally outward and then slightly curves upward.
  • a second extension piece 24f is formed.
  • both end portions of the outer piece 24a4 are located further than both end surfaces of the frame body 24a.
  • the contact piece 24a5 extends outward and contacts the end face of the upper long side frame 22 and the end face of the lower long side frame 22, respectively. Screw holes 33a and 33b are provided to face the 22 screwing portions 31a and 31b.
  • the solar cell module 1 is assembled as follows.
  • the end surface sealing member 71 is fitted into the peripheral edge of the solar cell panel 10.
  • the end surface sealing member 71 has a frame shape formed along the outer shape of each edge of the solar cell panel 10, and is formed of, for example, an elastomer resin.
  • the groove portions 22c and 24c of the long side frame 22 and the short side frame 24 are fitted into the peripheral edge portions around the solar cell panel 10 in which the end surface sealing member 71 is fitted.
  • the abutting pieces 24a5 of the short side frame 24 are formed on the screwing portions 31a and 31b of the end face of the long side frame 22 in which the groove portions 22c and 24c are respectively fitted into adjacent edge portions of the solar cell panel 10.
  • the screw holes 33a and 33b are opposed to each other (see FIG. 3), and the screw member 35 is screwed in from the outside of the screw holes 33a and 33b, so that the long side frame 22 and the short side frame 24 are fixed by screws. It is assembled.
  • the solar cell module 1 that supports the solar cell panel 10 is manufactured using the long side frame 22 and the short side frame 24 whose strength is reinforced by the integral structure of the partition plate 32 and the screwing portion 31a. be able to.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the frame showing another configuration example 1 of an integral structure of the partition plate 32 and the screwing portion 31a.
  • one screwing portion 31a is integrally formed on one surface side (upper surface side in this example) of the partition plate 32 at a substantially central portion of the partition plate 32.
  • the strength of the partition plate 32 itself can be increased.
  • the opening direction X1 of the opening 31a1 of the screwing portion 31a is a direction orthogonal to the opening direction X2 of the opening 31b1 of another screwing portion 31b. In this way, by making the opening directions X1 and X2 of the two screwing portions 31a and 31b different, with respect to a load from one direction (for example, a load (external force) from the horizontal direction or the vertical direction in FIG. 7). Strength can be increased.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a frame showing another configuration example 2 of an integral structure of the partition plate 32 and the screwing portion 31a.
  • one screwing portion 31a is integrally formed so as to protrude from both sides (that is, the upper surface side and the lower surface side) of the partition plate 32 at a substantially central portion of the partition plate 32. It is configured.
  • the screwing part 31a into a shape that is integrally integrated so as to protrude on both sides of the partition plate 32, the integrity of the partition plate 32 and the screwing part 31a increases, The strength can be further increased.
  • the opening direction X1 of the opening 31a1 of the screwing portion 31a is orthogonal to the opening direction X2 of the opening 31b1 of another screwing portion 31b.
  • the partition plate 32 is formed in the long side frame 22, of course, you may form also in the short side frame 24.
  • the partition plate 32 may be formed only on the short side frame 24. That is, the frame member having an integral structure of the partition plate 32 and the screwing portion (screw hole portion) 31 a is not limited to the long side frame 22 but may be the short side frame 24.
  • the long side frame 22 is provided with a screw hole facing the screw hole portion 31a.
  • the integral structure of the partition plate 32 and the screw hole 31a may be formed only on one of the long side frame 22 or the short side frame 24, or may be formed on both the long side frame 22 and the short side frame 24. Good.
  • the configuration of the solar cell panel 10 is not particularly limited, and any solar cell such as a silicon-based solar cell, a compound solar cell, or an organic solar cell can be adopted.
  • the present invention is useful for a solar cell panel frame that fits and supports the edge of a solar cell panel and a solar cell module using the solar cell panel frame.
  • the present invention can be applied to an application for increasing the strength of the frame without increasing the weight of the frame and raising the material cost.

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Abstract

　本発明の太陽電池パネル用枠体は、中空の枠本体部と、太陽電池パネルの辺縁部を嵌め込んで支持する嵌合部とが一体に形成された長尺状の枠部材を備える。前記太陽電池パネルの隣り合う辺縁部に前記嵌合部がそれぞれ嵌め込まれた前記２つの枠部材の端部同士が突き合わされ、その突き合わせ部をねじ固定する。突き合わされる前記一方の枠本体部には、前記ねじ固定用のねじ穴部と前記枠本体部の内部を仕切る仕切板とが設けられ、前記ねじ穴部と前記仕切板とが一体構造とされている。

Description

太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池パネルの辺縁部を嵌め込んで支持する太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。
　従来、例えば薄膜系の太陽電池パネルは、パネル面積の大面積化に伴い、力学的な強度及び耐候性を持たせるべく、枠体に嵌め込まれた状態で使用される。この場合、太陽電池パネルの強度を維持するために、枠体の板厚を増加させる手法が用いられているが、枠体全体の重量増加や材料コストの増加といった問題があった。
　そこで、枠体全体の重量増加を必要最小限に抑えつつ、枠体の強度を高める手法が従来から開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　図９は、特許文献１に記載されている太陽電池パネル用の枠体の構成を示している。
　この枠体（長辺フレーム）１０４は、その長さ（紙面垂直方向の長さ）が太陽電池パネルの長辺の長さとほぼ同等とされ、内部に強度を増すための仕切板１０４ａが設けられている。また、上部内側には太陽電池パネル（図示省略）を挟持する溝部１０４ｂが設けられ、内部にはねじ立用のねじ溝１０４ｅ，１０４ｆが長手方向に沿って形成された構成とされている。
特開２００８－２５５７０８号公報
　上記構成によれば、仕切板１０４ａを設けることで、枠体１０４の強度を高めることができる。しかし、特許文献１に記載の枠体において、枠体１０４の強度をさらに高めるためには、仕切板１０４ａ自体の厚みを厚くするか、若しくは仕切板１０４ａを複数設ける必要がある。しかし、仕切板１０４ａの厚みを厚くしたり、仕切板１０４ａを複数設けると、その分、枠体の重量が増加し、材料コストも上昇するといった問題が発生する。
　本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、仕切板の厚みを厚くするといった手法や、仕切板を複数設けるといった手法ではなく、仕切板とねじ穴部とを一体構造とすることで、枠体の重量増加や材料コストの上昇を招くことなく、枠体の強度を高めた太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の太陽電池パネル用枠体は、中空の枠本体部と、太陽電池パネルの辺縁部を嵌め込んで支持する嵌合部とが一体に形成された長尺状の枠部材を備え、前記太陽電池パネルの隣り合う辺縁部に前記嵌合部がそれぞれ嵌め込まれた前記２つの枠部材の端部同士が突き合わされ、その突き合わせ部をねじ固定する構造の太陽電池パネル用枠体であって、突き合わされる前記一方の枠本体部には、前記ねじ固定用のねじ穴部と前記枠本体部の内部を仕切る仕切板とが設けられ、前記ねじ穴部と前記仕切板とが一体構造とされていることを特徴としている。
　このように、仕切板とねじ穴部とを一体構造とすることで、枠部材の強度を高めることができる。また、仕切板とねじ穴部とを一体構造とすることで、枠本体部の成形に必要な材料を削減することができ、その結果、材料コストを低減することができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体は、前記仕切板及び前記ねじ穴部のそれぞれが、前記枠本体部の長手方向に沿って長尺状に形成され、前記ねじ穴部の断面形状がＣ字状に形成された構成としていてもよい。ねじ穴部を断面Ｃ字状に形成することで、ねじの締め付け強度を維持しつつ、材料コストを低減することができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体では、前記Ｃ字状に形成された前記ねじ穴部の前記長手方向に沿う開口部の開口方向は、前記枠本体部内に形成された別のねじ穴部の前記開口部の開口方向と異なる構成としていてもよい。このように、２つのねじ穴部の開口方向を異ならせることにより、一方向からの荷重に対して強度を高めることができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体では、前記ねじ穴部は、前記仕切板と前記枠本体部の一方の側壁とが交わるコーナー部に前記仕切板及び前記側壁とともに一体に形成された構成としていてもよい。このように、ねじ穴部を、仕切板と枠本体部の一方の側壁とが交わるコーナー部において、仕切板及び側壁とともに一体に形成することで、仕切板と枠本体部の一方の側壁とが交わるコーナー部の強度をより高めることができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体では、前記ねじ穴部は、前記仕切板の一方の面側に形成された構成としていてもよい。ねじ穴を仕切板に形成することで、仕切板の強度を高めることができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体では、前記ねじ穴部は、前記仕切板の両面側に突出するように形成された構成としていてもよい。ねじ穴を仕切板の両面側に突出するように形成することで、仕切板とねじ穴部との一体性が増すため、仕切板の強度を高めることができる。
　また、本発明の太陽電池パネル用枠体では、　前記ねじ穴部と前記仕切板とが一体構造とされた前記枠部材は、前記太陽電池パネルの長辺側を支持する枠部材としていてもよい。長辺側の枠部材に一体構造のねじ穴部と仕切板とを形成することで、太陽電池パネルに負荷がかかったときに、より負荷の大きい長辺側の枠部材の強度を高めることができる。
　また、本発明の太陽電池モジュールは、上記各構成の太陽電池パネル用枠体を太陽電池パネルの辺縁部に嵌め合わせて支持したことを特徴としている。上記各構成の太陽電池パネル用枠体を用いることで、太陽電池モジュールの負荷に対する強度を高めることができる。
　本発明によれば、仕切板とねじ穴部とを一体構造とすることで、仕切板を単体で設ける場合に比べて枠部材の強度を高めることができる。
図１Ａは、太陽電池モジュールの全体構成を示す受光面側から見た斜視図である。 図１Ｂは、太陽電池モジュールの全体構成を示す受光面と反対側の面から見た斜視図である。 図２は、太陽電池パネルの端部断面図である。 図３は、図１ＡにおけるＡ部分を拡大して示す分解斜視図である。 図４は、枠体を構成する長辺フレームの断面図である。 図５は、図１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。 図６は、枠体を構成する短辺フレームの断面図である。 図７は、仕切板とねじ止め部との一体構造の他の構成例１を示すフレームの断面図である。 図８は、仕切板とねじ止め部との一体構造の他の構成例２を示すフレームの断面図である。 図９は、特許文献１に記載されている太陽電池パネル用の枠体の構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは太陽電池モジュールの全体構成を示す斜視図である。ただし、図１Ａは、太陽電池モジュールを受光面側から見た図、図１Ｂは、太陽電池モジュールの裏面側、すなわち受光面の反対側から見た図である。また、図２は、太陽電池パネルの端部断面図、図３は、図１におけるＡ部分を拡大して示す分解斜視図、図４は、枠体を構成する長辺フレームの断面図、図５は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。
　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０の周囲の各辺縁部を支持する太陽電池パネル用枠体(以下、単に枠体という。)２０とで構成されている。
　太陽電池パネル１０は、図２にその端部断面を一部拡大して示すように、透光性絶縁基板（表面基板）１１上に、太陽電池セル１５を構成する透明導電膜からなる透明電極膜１２、光電変換層１３、裏面電極膜１４がこの順に積層され、さらに、この裏面電極膜１４上に、封止フィルム（封止材）１６と、耐候性・高絶縁性のための裏面保護シートとしてのバックフィルム１７とが積層され、全体がラミネート封止された一体構造となっている。
　透光性絶縁基板１１としてはガラスやポリイミドなどの耐熱性樹脂がある。透明電極膜１２としてはＳＮＯ2、ＺＮＯ、ＩＴＯなどがある。光電変換層１３としてはアモルファスシリコンや微結晶シリコンなどのシリコン系光電変換膜や、ＣＤＴＥ，ＣＵＩＮＳＥ2などの化合物系光電変換膜がある。また、裏面電極膜１４は、例えばＺＮＯ透明導電膜及び銀薄膜からなる。封止フィルム１６としては、熱可塑性の高分子フィルムが好ましく、なかでもＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）製やＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）製のものなどが最適である。バックフィルム１７としては、防湿性確保のためにＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）の３層構造やＰＶＦ／ＡＬ／ＰＶＦ（ＰＶＦ：ポリフッ化ビニル樹脂フィルム）の３層構造となっている。すなわち、ＰＥＴまたはＰＶＦだけでは、付着する水滴の浸入は防止できても水蒸気の浸入は防止できないため、水蒸気の浸入を防止できる金属層（防水層）であるＡL層を内部に介在させている。
　枠体２０は、図１Ａ，図１Ｂ及び図３に示すように、太陽電池パネル１０の各辺縁部を支持するものであって、２本の長辺フレーム（枠部材）２２と２本の短辺フレーム（枠部材）２４とを備えており、これらフレーム２２，２４が一体的に組み付けられることにより枠状に形成されている。但し、図３は、下側の長辺フレーム２２と右側の短辺フレーム２４との組み付け部分（突き合わせ部）を示している。
　各フレーム２２，２４は、アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されている。図１Ａに示す右上側の長辺フレーム２２は、太陽電池モジュール1を住宅の屋根に設置する場合には、太陽電池パネル１０における住宅棟側に位置する辺縁部を支持している。また、左下側の長辺フレーム２２は、太陽電池パネル１０における住宅軒側に位置する辺縁部を支持している。また、左右の短辺フレーム２４は、太陽電池パネル１０の左右両辺縁部をそれぞれ支持すると共に、両端部を上側の長辺フレーム２２の端部（端面）及び下側の長辺フレーム２２の端部（端面）にそれぞれ突き合わせ、その突き合わせ部をそれぞれねじ固定により一体に連結している。
　次に、長辺フレーム２２の構成について、図４に示す断面図を参照して説明する。但し、以下の説明では、図４において、長辺フレーム２２の左側を太陽電池パネル１０の外縁を構成する外側と称し、長辺フレーム２２の右側を太陽電池パネル１０を支持する側、つまり内側と称して説明する。
　図４に示すように、長辺フレーム２２は、上片２２ａ１，下片２２ａ２、内側片２２ａ３、及び外側片２２ａ４からなる矩形の閉断面を有するフレーム本体（枠本体部）２２ａを備えていると共に、このフレーム本体２２ａの上片２２ａ１の外側端（図中左端）から上方に延びた後、内側（図中右側）へ直角に折り曲げられて成る延長屈曲片２２ｂが設けられている。これにより、フレーム本体２２ａの上片２２ａ１と延長屈曲片２２ｂの水平部分２２ｂ１との間で太陽電池パネル１０の辺縁部に嵌め込まれる溝部（嵌合部）２２ｃが形成されている。なお、この溝部２２ｃの幅寸法（図４中の上下方向寸法）は、太陽電池パネル１０の厚さ寸法（図２中の上下方向寸法）よりも僅かに大きく、かつ、ゴム状の端面封止部材７１が断面コ字状に嵌合できる寸法に設定されている。
　また、フレーム本体２２ａの内側片２２ａ３の下部には、内側に水平に延設されたリブ片２２ｄが形成されている。また、延長屈曲片２２ｂの上端角部には、外側に水平に延びた第１延長片２２ｅが形成されており、外側片２２ａ４の上部には、外側に水平に延びた後、上方に若干湾曲されて成る第２延長片２２ｆが形成されている。
　上記構成の長辺フレーム２２において、本実施形態では、フレーム本体２２ａの内部に、ねじホールを有する２つのねじ止め部（ねじ穴部）３１ａ，３１ｂと、内側片２２ａ３と外側片２２ａ４とを連接する仕切板３２とがフレーム本体２２ａと一体に形成されている。ここで、本実施形態では、仕切板３２と上側のねじ止め部３１ａとは一体構造とされている。このように、仕切板３２とねじ止め部３１ａとを一体構造とすることで、フレーム本体２２ａの強度を高めることができる。また、仕切板３２とねじ止め部３１ａとを一体構造とすることで、長辺フレーム２２の成形に必要な材料を削減することができ、その結果、材料コストを低減することができる。
　仕切板３２及びねじ止め部３１ａ，３１ｂは、フレーム本体２２ａの長手方向に沿ってその全長にわたって形成されている。また、ねじ止め部３１ａ，３１ｂは、その穴形状が断面Ｃ字状に形成されている。ねじ止め部３１ａ，３１ｂを断面Ｃ字状に形成することで、ねじの締め付け強度を維持しつつ、材料コストを低減することができる。
　仕切板３２とねじ止め部３１ａとの一体構造についてより具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、ねじ止め部３１ａは、仕切板３２とフレーム本体２２ａの内側片２２ａ３とが交わるコーナー部に仕切板３２及び内側片２２ａ３と共に一体に形成された構造としている。このように、ねじ止め部３１ａを、仕切板３２と内側片２２ａ３とが交わるコーナー部において一体に形成することで、コーナー部の強度、ひいては長辺フレーム２２の強度をより高めることができる。
　また、Ｃ字状に形成されたねじ止め部３１ａの長手方向に沿う開口部３１ａ１の開口方向Ｘ１は、内側片２２ａ３の下部（より具体的には、内側片２２ａ３の下部と下片２２ａ２とが交わるコーナー部）に形成された別のねじ止め部３１ｂの開口部３１ｂ１の開口方向Ｘ２と異なる構成としている。この例では、開口方向Ｘ１は、開口方向Ｘ２に対して約６０度の角度を成している。このように、２つのねじ止め部３１ａ，３１ｂの開口方向を異ならせることにより、一方向からの荷重（例えば、図４中横方向または縦方向等からの荷重（外力））に対して強度を高めることができる。
　また、開口部３１ａ１，３１ｂ１の開口角度θは、この例では約６０度としている。開口角度θについては任意であるが、最大でも１２０度（より好ましくは９０度）までとするのが好適である。１２０度までであれば、ねじの締め付け強度を十分に保持することが可能である。
　次に、短辺フレーム２４の構成について、図６に示す断面図を参照して説明する。但し、以下の説明では、図６において、短辺フレーム２４の左側を太陽電池パネル１０の外縁を構成する外側と称し、短辺フレーム２４の右側を太陽電池パネル１０を支持する側、つまり内側と称して説明する。
　図６に示すように、短辺フレーム２４は、上片２４ａ１，下片２４ａ２、内側片２４ａ３、及び外側片２４ａ４からなる矩形の閉断面を有するフレーム本体（枠本体部）２４ａを備えていると共に、このフレーム本体２４ａの上片２４ａ１の外側端（図中左端）から上方に延びた後、内側（図中右側）へ直角に折り曲げられて成る延長屈曲片２４ｂが設けられている。これにより、フレーム本体２４ａの上片２４ａ１と延長屈曲片２４ｂの水平部分２４ｂ１との間で太陽電池パネル１０の片縁部が嵌め込まれる溝部（嵌合部）２４ｃが形成されている。なお、この溝部２４ｃの幅寸法（図４中の上下方向寸法）は、太陽電池パネル１０の厚さ寸法（図２中の上下方向寸法）よりも僅かに大きく、かつ、ゴム状の端面封止部材７１が断面コ字状に嵌合できる寸法に設定されている。
　また、フレーム本体２４ａの内側片２４ａ３の下部には、内側に水平に延設されたリブ片２４ｄが形成されている。また、延長屈曲片２４ｂの上端角部には、外側に水平に延びた第１延長片２４ｅが形成されており、外側片２４ａ４の上部には、外側に水平に延びた後、上方に若干湾曲されて成る第２延長片２４ｆが形成されている。
　また、図１Ａ，図１Ｂ及び図３に示すように、外側片２４ａ４の両端部（ただし、図３では、一方の端部のみが示されている。）は、フレーム本体２４ａの両端面よりさらに外方に延設されて、上側の長辺フレーム２２の端面、及び下側の長辺フレーム２２の端面にそれぞれ当接する当接片２４ａ５とされており、この当接片２４ａ５に、長辺フレーム２２のねじ止め部３１ａ，３１ｂに対向してねじ孔３３ａ，３３ｂが設けられている。
　上記構成の長辺フレーム２２、短辺フレーム２４及び太陽電池パネル１０を用いて、太陽電池モジュール１を次のように組み立てる。
　まず、太陽電池パネル１０の周囲の辺縁部に、端面封止部材７１が嵌め込まれる。この端面封止部材７１は、詳細な図示は省略しているが、太陽電池パネル１０の各辺縁部の外形に沿って形成された枠形状をしており、例えばエラストマー樹脂により形成されている。そして、この端面封止部材７１が嵌め込まれた太陽電池パネル１０の周囲の辺縁部に、長辺フレーム２２及び短辺フレーム２４の各溝部２２ｃ，２４ｃをそれぞれ嵌め込む。
　次に、太陽電池パネル１０の隣り合う辺縁部に溝部２２ｃ，２４ｃがそれぞれ嵌め込まれた長辺フレーム２２の端面のねじ止め部３１ａ，３１ｂに、短辺フレーム２４の当接片２４ａ５に形成されたねじ孔３３ａ，３３ｂを対峙させ（図３参照）、ねじ孔３３ａ，３３ｂの外側からねじ部材３５をねじ込むことによって、長辺フレーム２２と短辺フレーム２４とをねじ止め固定して一体的に組み付けている。
　これにより、仕切板３２とねじ止め部３１ａとの一体構造により強度が補強された長辺フレーム２２と、短辺フレーム２４とを用いて、太陽電池パネル１０を支持した太陽電池モジュール１を作製することができる。
　＜仕切板とねじ止め部の他の構成例１＞
　図７は、仕切板３２とねじ止め部３１ａとの一体構造の他の構成例１を示すフレームの断面図である。
　この構成例１では、一方のねじ止め部３１ａが、仕切板３２の略中央部において、仕切板３２の一方の面側（この例では上面側）に一体的に形成された構成としている。このように、ねじ止め部３１ａを仕切板３２に形成することで、仕切板３２自体の強度を高めることができる。また、この構成例１では、ねじ止め部３１ａの開口部３１ａ１の開口方向Ｘ１は、別のねじ止め部３１ｂの開口部３１ｂ１の開口方向Ｘ２と直交する方向となっている。このように、２つのねじ止め部３１ａ，３１ｂの開口方向Ｘ１，Ｘ２を異ならせることにより、一方向からの荷重（例えば、図７において横方向または縦方向等からの荷重（外力））に対して強度を高めることができる。
　＜仕切板とねじ止め部の他の構成例２＞
　図８は、仕切板３２とねじ止め部３１ａとの一体構造の他の構成例２を示すフレームの断面図である。
　この構成例２では、一方のねじ止め部３１ａが、仕切板３２の略中央部において、仕切板３２の両面側（すなわち、上面側と下面側）に突出するようにして一体的に形成された構成としている。このように、ねじ止め部３１ａを仕切板３２の両面側に突出するように渾然一体となった形状とすることで、仕切板３２とねじ止め部３１ａとの一体性が増し、仕切板３２の強度をより高めることができる。また、この構成例２でも、ねじ止め部３１ａの開口部３１ａ１の開口方向Ｘ１は、別のねじ止め部３１ｂの開口部３１ｂ１の開口方向Ｘ２と直交する方向となっている。このように、２つのねじ止め部３１ａ，３１ｂの開口方向Ｘ１，Ｘ２を異ならせることにより、一方向からの荷重（例えば、図８において横方向または縦方向等からの荷重（外力））に対して強度を高めることができる。
　なお、上記実施形態では、仕切板３２を長辺フレーム２２に形成しているが、もちろん短辺フレーム２４にも形成してもよい。また、仕切板３２を短辺フレーム２４のみに形成してもよい。すなわち、仕切板３２とねじ止め部（ねじ穴部）３１ａとの一体構造を備える枠部材は、長辺フレーム２２に限らず、短辺フレーム２４であってもよい。仕切板３２とねじ穴部３１ａとの一体構造を短辺フレーム２４に形成する場合には、長辺フレーム２２にねじ穴部３１ａに対向してねじ孔が設けられる。
　仕切板３２とねじ穴部３１ａとの一体構造は、長辺フレーム２２または短辺フレーム２４の一方のみに形成しても、あるいは、長辺フレーム２２および短辺フレーム２４の両方に形成してもよい。
　また、太陽電池パネル１０の構成は特に限定されるものではなく、シリコン系太陽電池、化合物太陽電池、有機太陽電池等のいずれの太陽電池を採用することが可能である。
　なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
　なお、この出願は、日本で２０１１年１０月１８日に出願された特願２０１１－２２８９１６号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。
　本発明は、太陽電池パネルの辺縁部を嵌め込んで支持する太陽電池パネル用枠体及びそれを用いた太陽電池モジュールに有用である。特に、仕切板とねじ穴部とを一体構造とすることで、枠体の重量増加や材料コストの上昇を招くことなく、枠体の強度を高める用途に適用できる。
　１　　　　　太陽電池モジュール
　１０　　　　太陽電池パネル
　１１　　　　透光性絶縁基板
　１２　　　　透明電極膜
　１３　　　　光電変換層
　１４　　　　裏面電極膜
　１５　　　　太陽電池セル
　１６　　　　封止フィルム
　１７　　　　バックフィルム（裏面保護シート）
　１７ａ　　　ＡＬ層（金属層）
　２０　　　　枠体（太陽電池パネル用枠体）
　２２　　　　長辺フレーム（枠部材）
　２２ａ　　　フレーム本体（枠本体部）
　２２ａ１　　上片
　２２ａ２　　下片
　２２ａ3 　　内側片
　２２ａ４　　外側片
　２２ｂ　　　延長屈曲片
　２２ｂ１　　水平部分
　２２ｃ　　　溝部（嵌合部）
　２２ｄ　　　リブ片
　２２ｅ　　　第１延長片
　２２ｆ　　　第２延長片
　２４　　　　短辺フレーム（枠部材）
　２４ａ　　　フレーム本体（枠本体部）
　２４ａ１　　上片
　２４ａ２　　下片
　２４ａ3 　　内側片
　２４ａ４　　外側片
　２４ｂ　　　延長屈曲片
　２４ｂ１　　水平部分
　２４ｃ　　　溝部（嵌合部）
　２４ｄ　　　リブ片
　２４ｅ　　　第１延長片
　２４ｆ　　　第２延長片
　３１ａ，３１ｂ　ねじ止め部(ねじ穴部)
　３１ａ１，３１ｂ１　開口部
　３２　　　　仕切板
　３３ａ，３３ｂ　ねじ孔
　３５　　　　ねじ部材
　７１　　　　端面封止部材

Claims (8)

  1. 　中空の枠本体部と、太陽電池パネルの辺縁部を嵌め込んで支持する嵌合部とが一体に形成された長尺状の枠部材を備え、前記太陽電池パネルの隣り合う辺縁部に前記嵌合部がそれぞれ嵌め込まれた前記２つの枠部材の端部同士が突き合わされ、その突き合わせ部をねじ固定する構造の太陽電池パネル用枠体であって、
    　突き合わされる前記一方の枠本体部には、前記ねじ固定用のねじ穴部と前記枠本体部の内部を仕切る仕切板とが設けられ、前記ねじ穴部と前記仕切板とが一体構造とされていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  2. 　請求項１に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記仕切板及び前記ねじ穴部はそれぞれ、前記枠本体部の長手方向に沿って長尺状に形成され、前記ねじ穴部の断面形状がＣ字状に形成されていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  3. 　請求項２に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記Ｃ字状に形成された前記ねじ穴部の前記長手方向に沿う開口部の開口方向は、前記枠本体部内に形成された別のねじ穴部の前記開口部の開口方向と異なっていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記ねじ穴部は、前記仕切板と前記枠本体部の一方の側壁とが交わるコーナー部に前記仕切板及び前記側壁とともに一体に形成されていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  5. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記ねじ穴部は、前記仕切板の一方の面側に形成されていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  6. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記ねじ穴部は、前記仕切板の両面側に突出するように形成されていることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  7. 　請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の太陽電池パネル用枠体であって、
    　前記ねじ穴部と前記仕切板とが一体構造とされた前記枠部材は、前記太陽電池パネルの長辺側を支持する枠部材であることを特徴とする太陽電池パネル用枠体。
  8. 　請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の太陽電池パネル用枠体を太陽電池パネルの辺縁部に嵌め合わせて支持したことを特徴とする太陽電池モジュール。
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