(54)【考案の名称】太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの取付構造

(73)【実用新案権者】昭和シェル石油株式会社

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1C

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの取付構造に関する。

【従来の技術】

【0002】
太陽電池モジュールは、太陽電池素子をガラス板と一体化して太陽電池パネルとし、この太陽電池パネルの外縁に金属や樹脂等の枠体(フレーム)を取り付けてパネルを支持した構成を有する。
【0003】
近年、太陽電池パネルの大面積化が進んでおり、これに伴って、パネル面への積雪や風圧等に対する荷重性能の向上が求められている。例えば特許文献1(図1)には、太陽電池モジュールの裏面側に枠体の左側フレームと右側フレームを連結するように棒状のモジュール支持部材を設けた構成が開示されている。このような構成によれば、太陽電池パネルの撓み等の変形がモジュール支持部材によって抑制され、パネルの荷重性能を向上させることが可能となる。
【0004】

【効果】

【0014】
本考案によれば、高い荷重性能と設置時の良好な作業性とを兼ね備えた太陽電池モジュール及びその取付構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1A】本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール1の正面図である。
【図1B】本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール1の背面図である。
【図1C】本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール1の、図1Bに示されたAA線による断面図である。
【図2】太陽電池モジュール1を架台2に取り付けた様子を表す図である。

【0016】
以下、図面を参照しながら本考案の実施形態について詳しく説明する。なお、各図面は考案の理解を容易にするために提示されたものであり、各図に登場する構成物の形状、寸法、比率、位置関係等は、意図的に誇張又は変形されて描かれることがある。
【0017】
図1は、本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール1の構成図である。具体的には、図1Aは太陽電池モジュール1の正面図、図1Bは太陽電池モジュール1の背面図、図1Cは太陽電池モジュール1の図1Bに示されたAA線による断面図をそれぞれ表す。但し、正面とは、太陽電池モジュール1の受光面側を指す。図1Cにおいては、図中上方向が太陽電池モジュール1の正面である。
【0018】
図1A乃至図1Cに示されるように、太陽電池モジュール1は、平面視矩形形状の太陽電池パネル10と、太陽電池パネル10を矩形の外縁に沿って支持する長辺フレーム11a及び短辺フレーム11b各2本からなる枠状のフレーム(枠体)(以下、長辺フレーム11aと短辺フレーム11bを区別しない場合は単にフレーム11と称する)と、長辺フレーム11aの一方から他方へ延在する2本の支持バー12と、各支持バー12をフレーム11に対して固定する4本の接続バー13とを備えて構成される。
【0019】
太陽電池パネル10は、太陽光を受光することによって発電を行う機能部品である。太陽電池パネル10の構成の詳細については後述する。
【0020】
フレーム11は、太陽電池パネル10をその矩形外縁全周に沿って2本の長辺フレーム11aと2本の短辺フレーム11bとにより挟み込む形で保持している。より詳しくは、フレーム11は、断面視において、背面側の下底面を構成する第1フランジ112と、第1フランジ112から正面側へ立設する側壁114と、側壁114の途中から第1フランジ112と平行な方向へ張り出した第2フランジ116と、側壁114の正面側端部から第2フランジ116と同様に張り出して正面側の上底面を構成する第3フランジ118とを有し、第2フランジ116と第3フランジ118の対向する面間に太陽電池パネル10の外縁部分が挿入されている。
【0021】
各長辺フレーム11aの第1フランジ112上には、孔H1とモジュール固定用孔H3が2つずつ形成されている。孔H1は、接続バー13と長辺フレーム11aとを固定するための孔である。モジュール固定用孔H3は、太陽電池モジュール1を後述する架台2に取り付ける際に用いられる孔である。
【0022】
支持バー12は、太陽電池パネル10の荷重をパネルの裏面10n側から支持する役割を果たす。即ち、支持バー12は、断面視において、背面側の下底面を構成する第1フランジ122と、第1フランジ122と相対して正面側の上底面を構成する第2フランジ126と、第1フランジ122と第2フランジ126とを接続する側壁124とを有し、その平面視長手方向の両端部分12aにおいて第1フランジ122が各長辺フレーム11aの第1フランジ112へ乗り上げて、支持バー12が一方の長辺フレーム11aから他方の長辺フレーム11aへ架橋している。この状態で、支持バー12の第2フランジ126が、緩衝材14を介して太陽電池パネル10の裏面10nを支持している。これにより、太陽電池パネル10が大型のものであっても、パネルが撓むのを抑制することが可能となっている。
【0023】
支持バー12の第1フランジ122上には、長辺フレーム11aの第1フランジ112へ乗り上げている両端部分12aのそれぞれにモジュール固定用孔H3が形成されている。また、長辺フレーム11aの第1フランジ112へ乗り上げていない部分の2箇所に孔H2が形成されている。モジュール固定用孔H3は、長辺フレーム11aに形成されているものと同様、太陽電池モジュール1を架台2に取り付ける際に用いられる孔である。孔H2は、接続バー13と支持バー12とを固定するための孔である。
【0024】
支持バー12は、2つのモジュール固定用孔H3が各長辺フレーム11aのモジュール固定用孔H3と重なるように配置されている。そしてその状態で、支持バー12は、接続バー13によって長辺フレーム11aに対して固定される。即ち、長辺フレーム11aの孔H1と接続バー13の孔H1にはボルトB1が連通して、このボルトB1とナットN1とにより長辺フレーム11aと接続バー13が固定され、接続バー13の孔H2と支持バー12の孔H2にはボルトB2が連通して、このボルトB2とナットN2とにより接続バー13と支持バー12が固定される。
【0025】
この時、モジュール固定用孔H3(本実施形態では太陽電池モジュール1全体で4つある)には、ボルトやねじ等の固定部材は挿通されていない。即ち、太陽電池モジュール1が架台2に取り付けられる前の段階においては、支持バー12は、長辺フレーム11aに直接固定されることなく、接続バー13を介し間接的に長辺フレーム11aに固定されている。
【0026】
なお、孔H1,H2,及びモジュール固定用孔H3は、貫通孔であってもよいし、ねじ溝が形成されたねじ孔であってもよい。
【0027】
図2は、太陽電池モジュール1を架台2に取り付けた様子を表す図である。
【0028】
架台2は、太陽電池モジュール1を家屋の屋根等の設置面に設置するために用いられる台であり、設置面と接する台座部2aと、台座部2aから上方へ立設する支柱部2bと、支柱部2bの上端に接続され太陽電池モジュール1の取付面となる取付部2cとから構成される。取付部2cには、モジュール固定用孔H3が形成されている。
【0029】
太陽電池モジュール1は、架台2の取付部2c上に、その受光面を上にして載置される。そして、架台2側のモジュール固定用孔H3と太陽電池モジュール1側(長辺フレーム11a及び支持バー12)のモジュール固定用孔H3にモジュール固定用ボルトB3が挿通されて、このモジュール固定用ボルトB3とモジュール固定用ナットN3とを用いて、太陽電池モジュール1が架台2に対して固定される。
【0030】
上述した通り、太陽電池モジュール1を架台2に取り付ける前には太陽電池モジュール1側のモジュール固定用孔H3に固定部材が未挿通であるため、太陽電池モジュール1を架台2に取り付ける際の作業としては、モジュール固定用ボルトB3をモジュール固定用孔H3に挿通させてモジュール固定用ボルトB3とモジュール固定用ナットN3を締結するだけで済む。即ち、太陽電池モジュール1の構成部材を固定している固定部材を一旦取り外すといった余計な作業は不要である。したがって、太陽電池モジュール1の設置作業を簡素化することができる。また、支持バー12によって十分な荷重性能も確保されている。
【0031】
なお、フレーム11、支持バー12、及び接続バー13の材質としては、太陽電池パネル10の重量を支持するのに十分な強度を有していれば特に限定されず、例えば、アルミ等の金属を用いることができる。またその他にも、例えば樹脂を用いてもよい。
【0032】
ここで、フレーム11、支持バー12、及び接続バー13の材質に金属を用いた場合には、国際電気標準会議(IEC:International Electrotechnical Commission)が策定した安全性試験規格であるIEC61730−1の第8章「結線及び接地」のd)項に規定されている、「モジュール又はパネル内の結線のために用いるボルト、ねじ又はその他の部品は、完成デバイスを支持面又はフレームに固定するために用いてはならない。」、という規定を満足することが必要である。本実施形態においては、フレーム11と支持バー12との電気的な導通は接続バー13並びにボルトB1及びB2によって確保され、太陽電池モジュール1の架台2への固定はモジュール固定用ボルトB3によって為されているため、フレーム11と支持バー12の結線のためのボルトB1及びB2は、太陽電池モジュール1を架台2に固定するために用いられておらず、上記規定は満足されている。
【0033】
なお、架台2への取り付け前の太陽電池モジュール1のモジュール固定用孔H3に予めヘキサナットをカシメ固定しておき、これをモジュール固定用ナットN3として利用すれば、モジュール固定用ボルトB3の締結時の作業を楽に行うこともできる。また、ナットN1及びN2についても同様に、ヘキサナットを用いてもよい。
【0034】
本実施形態においては、2本の支持バー12を、対向する長辺フレーム11a間に架橋しているが、本考案はこれに限らず、対向する短辺フレーム11b間に架橋する構成であってもよく、また、支持バー12の本数も2本に限らず、1本又は3本以上であってもよい。
【0035】
次に、太陽電池パネル10の詳細な構成について説明する。
【0036】
本実施形態の太陽電池パネル10は、ガラスや金属又は樹脂からなる基板上に薄膜の光電変換素子が成膜されたサブストレート型の薄膜太陽電池パネルである。具体的には、光電変換素子が成膜された基板の受光面に、光電変換素子を保護する透明な保護板(例えば、強化ガラスや樹脂からなる板等)がEVA(Ethylene Vinyl Acetate)やPVB(Polyvinyl butyral)等の封止材によって接着され、更に、上記基板の裏面側(非受光面側)に、PET(Polyethylene Terephthalate)等からなる裏面保護シートが封止材によって接着された構造である。
【0037】
本実施形態の太陽電池パネル10は、光電変換素子が成膜された基板の裏面に裏面保護シートを備えているが、本考案において裏面保護シートは必須の構成ではなく、裏面保護シートを備えず基板の裏面が露出したものであってもよい。また、裏面保護シートの代わりに、ガラス板等の保護板を封止材で接着する構成であってもよい。
【0038】
また、本実施形態の太陽電池パネル10は、サブストレート型の薄膜太陽電池パネルを利用しているが、本考案はこれに限らず、スーパーストレート型の薄膜太陽電池パネルであってもよい。具体的には、上述した透明な保護板の裏面側(非受光面側)に薄膜の光電変換素子を成膜し、光電変換素子の裏面側に封止材等で裏面保護シートを接着した構成であってもよい。
【0039】
更に、薄膜太陽電池パネルの代わりに、上述の透明な保護板と裏面保護シートとの間に結晶シリコンが封止材によって封止された結晶系シリコン太陽電池パネルにも、本考案は適用可能である。
【0040】
以上、本考案の実施形態を説明したが、本考案はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。
【0041】
1 太陽電池モジュール
10 太陽電池パネル
11a 長辺フレーム(枠体)
11b 短辺フレーム(枠体)
12 支持バー(支持部材)
13 接続バー(接続部材)
14 緩衝材
2 架台
H1,H2 孔
B1,B2 ボルト
N1,N2 ナット
H3 モジュール固定用孔(第1の孔、第2の孔)
B3 モジュール固定用ボルト
N3 モジュール固定用ナット

(57)【要約】

【課題】高い荷重性能と設置時の良好な作業性とを兼ね備えた太陽電池モジュール及びその取付構造を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール1は、光照射によって発電する太陽電池パネル10と、太陽電池パネル10の外縁を支持する枠体であって、第1の孔H3を有する枠体11aと、設置時に太陽電池パネル10を裏面10nから支持する支持部材であって、第1の孔H3に対応する位置に第2の孔H3を有する支持部材12と、枠体11aと支持部材12を相互に固定する接続部材13とを備える。第1及び第2の孔H3は、設置時に固定部材が挿通されることにより枠体11aと支持部材12とを共に固定対象物に固定するための孔である。


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