JP2014068002A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】雨水が溜まることを防止すると共に、雨水によるごみや塵などの流出及び落雪を促進することができる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池パネル１０の側部に枠体２０を配設する。太陽電池パネル１０は、長さが長い一対の側部と、長さが短い他の一対の側部１６とを有する。枠体２０は、第１枠部により太陽電池パネル１０の一対の側部を覆い、第２枠部２２により他の一対の側部１６を覆う。第１枠部は、一対の側部側を表面の一部から裏面の一部にかけて略コの字型に覆うように形成され、第２枠部２２は、他の一対の側部１６の側を表面を覆わずに側部１６から裏面の一部にかけて略Ｌ字型に覆うように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池パネルの側部に枠体を配した太陽電池モジュールに関する。

図８は、従来の太陽電池モジュール１００の構成を表すものである。従来、太陽電池モジュール１００としては、例えば、強化ガラス１１１とバックシート１１２との間に太陽電池セル１１３を充填剤１１４により封止した太陽電池パネル１１０の側部をコの字型の断面形状を有する枠体１２０の凹部にはめ込んだものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３４５９９０号

しかしながら、従来の太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル１１０の側部をコの字型に覆うように枠体１２０を設けていたので、太陽電池パネル１１０の表面よりも枠体１２０の方が表面側に突出して、段差ができてしまっていた。そのため、この段差が雨水排出の妨げとなり、太陽電池パネル１１０の表面に付着したごみや塵などの付着物を雨で洗い流す機能が低下してしまい、発電能力の低下を招いてしまうという問題があった。更に、この段差に雨水がたまることにより、部材の劣化を早める原因になるとう問題もあった。また、降雪地においては、太陽電池パネル１１０の表面に積もった雪が、太陽電池パネル１１０と枠体１２０との段差が抵抗となること、及び、太陽電池パネル１１０と枠体１２０との間の隙間に融雪水が溜まり凍結することにより、太陽電池パネル１１０の表面から滑り落ち難くなり、発電能力が低下してしまうという問題もあった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、雨水が溜まることを防止すると共に、雨水によるごみや塵などの流出及び落雪を促進することができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールは、直交する２対の側部を有する板状の太陽電池パネルと、この太陽電池パネルの側部に配設された枠体とを備えたものであって、枠体は、太陽電池パネルの一対の側部側において、表面の一部から裏面の一部にかけて一対の側部を覆う一対の第１枠部と、太陽電池パネルの他の一対の側部側において、表面を覆わずに、側部から裏面の一部にかけて覆う一対の第２枠部と、第１枠部及び第２枠部の裏面側において、太陽電池パネルを支え、設置するための足部と、足部よりも太陽電池パネルの中央部側において、太陽電池パネルの裏面に、第２枠部から太陽電池パネルの中央部に向かって伸長して設けられた補助支持部とを有し、一対の第２枠部の表面位置は、太陽電池パネルの表面と同一、又は、太陽電池パネルの表面よりも裏面側に凹んでおり、一対の第２枠部において表面と太陽電池パネルの側との角部は、面取りがされ、面取りがされた角部には、充填剤が充填され、補助支持部と太陽電池パネルの裏面とは接着部材により接着され、枠体は、第２枠部よりも太陽電池パネルの中央部側において、第１枠部の対向方向に伸長された架台レールに対して配設され、太陽電池パネルは、表面の強化ガラスと、裏面のバックシートとの間に、複数の太陽電池セルが封止されており、複数の太陽電池セルは、第１枠部の対向方向に、直列に電気的に接続され、太陽電池パネルの裏面には、裏面に沿って第２枠部の対向方向に伸長された梁部材が設けられ、梁部材は、架台レールとの交差部において架台レールにより支持されるものである。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池パネルの他の一対の側部側において、第２枠部により、表面を覆わずに、側部から裏面の一部にかけて覆い、一対の第２枠部の表面位置を、太陽電池パネルの表面と同一、又は、太陽電池パネルの表面よりも裏面側に凹ませるようにしたので、一対の第２枠部の対向方向を縦方向として太陽電池モジュールを設置することにより、第２枠部に雨水や雪が溜まることを抑制し、雨水の排水及び落雪を促進することができる。よって、ごみや塵などの付着及び積雪による発電効率の低下を抑制することができると共に、部材の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。

また、太陽電池パネルの一対の側部側において、第１枠部により、表面の一部から裏面の一部にかけて一対の側部を覆うようにしたので、強度を保持することができる。更に、一対の第２枠部において表面と太陽電池パネルの側との角部を面取りし、角部に充填剤を充填するようにしたので、太陽電池パネルと第２枠部の表面を滑らかに繋げることができ、雨水の排水及び落雪を促進することができると共に、太陽電池パネルの側部を封止することができる。よって、部材の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。

加えて、太陽電池パネルの裏面に、第２枠部から太陽電池パネルの中央部に向かって伸長された補助支持部を設け、補助支持部と太陽電池パネルの裏面とを接着部材により接着するようにしたので、耐荷重性能をより向上させることができる。

更にまた、太陽電池パネルの太陽電池セルを第１枠部の対向方向に直列に電気的に接続するようにしたので、一対の第２枠部の対向方向を縦方向として太陽電池モジュールを設置し、太陽電池パネルに積雪した場合に、雪が太陽電池パネルの表面を上から下に滑り落ちてきて完全に落下する前の状態でも、雪が滑り落ちた領域で発電させることができる。よって、発電効率を向上させることができる。

加えてまた、太陽電池パネルの裏面に沿って、第２枠部の対向方向に伸長された梁部材を設け、梁部材を架台レールとの交差部において架台レールにより支持するようにしたので、太陽電池パネルのたわみをより効果的に抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールを表面から見た構成を表す図である。 図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１に示したＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図１に示した太陽電池モジュールを裏面及び側部から見た構成を表す図である。 図１に示した太陽電池パネルの配線図である。 図１に示した太陽電池パネルの作用を説明するための図である。 図６と比較して図１に示した太陽電池パネルの作用を説明するための図である。 従来の太陽電池モジュールの構成を表す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュール１を表面から見た構成を表すものである。図２は、図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成を表すものであり、図３は、図１に示したＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表すものである。この太陽電池モジュール１は、板状の太陽電池パネル１０と、この太陽電池パネル１０の側部に配設され、太陽電池パネル１０を支持する枠体２０とを備えている。

太陽電池パネル１０は、例えば、表側の強化ガラス１１と、裏側のバックシート１２との間に、複数の太陽電池セル１３が充填剤１４により封止されている。太陽電池パネル１０を表側から見た形状は、例えば、矩形状であり、太陽電池パネル１０は、直交する２対の側部１５，１６を有している。側部の長さは、例えば、一対の側部１５の方が他の一対の側部１６よりも長くなっている。

枠体２０は、例えば、アルミニウム等の金属により構成されている。枠体２０は、太陽電池パネル１０における一対の側部１５を覆う一対の第１枠部２１と、他の一対の側部１６を覆う一対の第２枠部２２とを有している。一対の第１枠部２１は、例えば、太陽電池パネル１０において、一対の側部１５の側を、表面の一部から裏面の一部にかけて略コの字型に覆っている。なお、一対の第１枠部２１は、互いに位置が対称であることを除き同一の構成を有している。一方、第２枠部２２は、例えば、太陽電池パネル１０において、他の一対の側部１６の側を、表面を覆わずに、側部から裏面の一部にかけて略Ｌ字型に覆っている。なお、一対の第２枠部２２は、互いに位置が対称であることを除き同一の構成を有している。第２枠部２２の表面位置は、太陽電池パネル１０の表面と同一、又は、太陽電池パネル１０の表面よりも裏面側に凹んでいる。窪みの大きさは１ｍｍ以下であることが好ましい。

すなわち、一対の側部１５の側では、第１枠部２１が太陽パネル１０の表面よりも表面側に突出するように段差が形成されるのに対して、他の一対の側部１６の側では、第２枠部２２は太陽電池パネル１０の表面よりも表面側に突出していない。よって、太陽電池モジュール１を設置する際に、一対の第２枠部２２の対向方向を縦方向とするようにすれば、雨水の排水及び落雪を促進することができるようになっている。また、第１枠部２１により、一対の側部１５を表面から裏面にかけて覆うようにしたので、太陽電池パネル１０の強度を保持することができるようにもなっている。特に、一対の側部１５と他の一対の側部１６とで、長さが長い一対の側部１５の方を第１枠部２１で覆うようにすれば、より強度を向上させることができ、耐荷重性能を向上させることができるので好ましい。

第２枠部２２の表面と太陽電池パネル１０の側との角部２２Ａは、例えば、面取りがされており、この角部２２Ａには、シリコーン樹脂又は樹脂系接着剤あるいは硬化剤などよりなる充填剤２３が充填されている。太陽電池パネル１０と第２枠部２２の表面を滑らかに繋げるためである。面取りは、角を辺で切り落とすいわゆるＣ面取りでも、角を丸く面取りするいわゆるＲ面取りでもよいが、Ｒ面取りの方が充填剤２３を充填しやすく、また、接着部の面積を増やせるので好ましい。

第１枠部２１及び第２枠部２２と太陽電池パネル１０との間には、例えば、ブチルテープ、ゴム系あるいは樹脂系のパッキン、又は、シリコーン樹脂などよりなる封止・保護材２４が挿入されている。太陽電池パネル１０の側部１５，１６、すなわち端面を封止し、保護するためである。また、角部２２Ａに充填された充填剤２３も、封止・保護材２４と共に、太陽電池パネル１０の側部１５，１６を封止する機能を有している。

枠体２０は、また、例えば、第１枠部２１及び第２枠部２２の裏面側に、太陽電池パネル１０を支え、設置するための足部２５を有している。枠体２０は、更に、例えば、太陽電池パネル１０の裏面において、第２枠部２２から太陽電池パネル１０の中央部に向かって伸長された補助支持部２６を有していることが好ましい。太陽電池パネル１０を補助的に支え、第２枠部２２において太陽電池パネル１０の表面を覆わないことによる耐荷重性能の低下を補うためである。補助支持部２６と太陽電池パネル１０とは、例えば、シリコーン樹脂又は接着剤などよりなる接着部材２７により接着することが好ましい。耐荷重性能をより向上させるためである。なお、補助支持部２６は、第２枠部２２の伸長方向に沿って連続して設けられていてもよいが、間隔を開けて複数設けられていてもよい。

図４（Ａ）は、太陽電池モジュール１を裏面から見た構成を表すものであり、図４（Ｂ）は側部から見た構成を表すものである。枠体２０は、例えば、第２枠部２２よりも太陽電池パネル１０の中央部側において、第１枠部２１の対向方向に伸長された架台レール４０に対して配設されている。架台レール４０は、例えば、１つの太陽電池パネル１０に対して２本配設されていることが好ましい。各架台レール４０は、例えば、第２枠部２２から太陽電池パネル１０の中央部側に、第２枠部２２の対向方向における太陽電池パネル１０の長さの１／６から１／４離れた範囲に位置していることが好ましい。

太陽電池パネル１０の裏面には、例えば、裏面に沿って第２枠部２２の対向方向、すなわち架台レール４０の伸長方向に対して垂直に伸長された梁部材３０が設けられていることが好ましい。太陽電池パネル１０のたわみを抑制するためである。このように第２枠部２２の対向方向、すなわち架台レール４０の伸長方向に対して垂直に梁部材３０を設けるようにすれば、第２枠部材２２の対向方向を縦方向として設置する場合には、図４（Ｂ）に一点破線で示したように、架台レール４０との交差部において、架台レール４０により梁部材３０が支えられ、梁部材３０を第１枠部２１の対向方向に設ける場合に比べてたわみが小さくなるので好ましい。梁部材３０は、例えば、アルミニウム等の金属により構成され、梁部材３０の両端部は、例えば、第２枠部２２に接合されている。なお、図４では、梁部材３０を第１枠部２１の対向方向の中央部に１本設ける場合について示したが、複数本設けるようにしてもよい。また、太陽電池パネル１０の裏面には、端子ボックス１７が設けられている。

図５（Ａ）（Ｂ）は、太陽電池パネル１０の配線図である。図５（Ａ）（Ｂ）に示したように、複数の太陽電池セル１３は、一対の側部１５の対向方向及び他の一対の側部１６の対向方向にそれぞれアレイ状に配列されている。各太陽電池セル１３は、一対の第１枠部２１の対向方向に、直列に電気的に接続されていることが好ましい。例えば、一対の第１枠部２１の対向方向に隣接する太陽電池セル１３を順番に直列に電気的に接続し、一対の第１枠部２１の両端の太陽電池セル１３については、一対の第２枠部２２の対向方向に隣接する太陽電池セル１３を一方の端部と他方の端部とで交互に直列に電気的に接続することにより、全ての太陽電池セル１３を直列に電気的に接続することが好ましい。

また、直列に接続した回路の途中に、バイパス回路１８を設けることが好ましい。図５（Ａ）と図５（Ｂ）とは、パイパス回路１８の接続位置が異なるものである。図５（Ａ）では、例えば、一対の第２枠２２の対向方向の中央部においてバイパス回路１８を接続しており、図５（Ｂ）では、例えば、図５（Ａ）よりも第２枠２２の側においてバイパス回路１８を接続している。

このように構成すれば、第２枠部２２の対向方向を縦方向として太陽電池モジュール１を設置し、太陽電池パネル１０に積雪した場合に、例えば、図６（Ａ）（Ｂ）に示したように、雪５１が太陽電池パネル１０の表面を上から下に滑り落ちてきて完全に落下する前の状態でも、バイパス回路１８により、雪５１が滑り落ちた上の一点破線で囲んだ領域５２で発電することができるので好ましい。これに対し、例えば、図７に示したように、各太陽電池セル１３を一対の第２枠部２２の対向方向に直列に電気的に接続した場合には、雪５１が太陽電池パネル１０の表面から完全に落下するまで、発電することができない。

特に、図５（Ａ）に示したように、例えば、一対の第２枠２２の対向方向の中央部においてバイパス回路１８を接続するようにすれば、図６（Ａ）に示したように、太陽電池パネル１０の上側半分が露出すれば、半分の領域で発電することが可能となる。また、図５（Ｂ）に示したように、例えば、図５（Ａ）よりも第２枠２２の側においてバイパス回路１８を接続するようにすれば、図６（Ｂ）に示したように、図６（Ａ）よりも発電面積は小さくなるものの、露出量が少なくても発電することが可能となる。

このように本実施の形態によれば、太陽電池パネル１０の他の一対の側部１６の側において、第２枠部２２により、表面を覆わずに、側部１６から裏面の一部にかけて覆い、一対の第２枠部２２の表面位置を、太陽電池パネル１０の表面と同一、又は、太陽電池パネル１０の表面よりも裏面側に凹ませるようにしたので、一対の第２枠部２２の対向方向を縦方向として太陽電池モジュール１を設置することにより、第２枠部２２に雨水や雪が溜まることを抑制し、雨水の排水及び落雪を促進することができる。よって、ごみや塵などの付着及び積雪による発電効率の低下を抑制することができると共に、部材の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。

また、太陽電池パネル１０の一対の側部１５の側において、第１枠部２１により、表面の一部から裏面の一部にかけて一対の側部１５を覆うようにしたので、強度を保持することができる。更に、一対の第２枠部２２において表面と太陽電池パネル１０の側との角部２２Ａを面取りし、角部２２Ａに充填剤２３を充填するようにしたので、太陽電池パネル１０と第２枠部２２の表面を滑らかに繋げることができ、雨水の排水及び落雪を促進することができると共に、太陽電池パネル１０の側部１６を封止することができる。よって、部材の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。

加えて、太陽電池パネル１０の裏面に、第２枠部２２から太陽電池パネル１０の中央部に向かって伸長された補助支持部２６を設け、補助支持部２６と太陽電池パネル１０の裏面とを接着部材２７により接着するようにすれば、耐荷重性能をより向上させることができる。

更にまた、太陽電池パネル１０の太陽電池セル１３を第１枠部１５の対向方向に直列に電気的に接続するようにすれば、一対の第２枠部２２の対向方向を縦方向として太陽電池モジュール１を設置し、太陽電池パネル１０に積雪した場合に、雪５１が太陽電池パネル１０の表面を上から下に滑り落ちてきて完全に落下する前の状態でも、雪５１が滑り落ちた領域５２で発電させることができる。よって、発電効率を向上させることができる。

加えてまた、太陽電池パネル１０の裏面に沿って、第２枠部２２の対向方向、すなわち、架台レール４０の伸長方向に対して垂直に伸長された梁部材３０を設け、梁部材３０を架台レール４０との交差部において架台レール４０により支持するようにすれば、太陽電池パネル１０のたわみをより効果的に抑制することができる。

以上、実施の形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、太陽電池パネル１０及び枠体２０の構成について具体的に説明したが、他の構成を有するようにしてもよい。

太陽電池モジュールに用いることができる。

１…太陽電池モジュール、１０…太陽電池パネル、１１…強化ガラス、１２…バックシート、１３…太陽電池セル、１４…充填剤、１５，１６…側部、１７…端子ボックス、１８…バイパス回路、２０…枠体、２１…第１枠部、２２…第２枠部、２２Ａ…角部、２３…充填剤、２４…封止・保護材、２５…足部、２６…補助支持部、２７…接着部材、３０…梁部材、４０…架台レール

Claims (1)

1. 直交する２対の側部を有する板状の太陽電池パネルと、この太陽電池パネルの側部に配設された枠体とを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記枠体は、
   前記太陽電池パネルの一対の側部側において、表面の一部から裏面の一部にかけて一対の側部を覆う一対の第１枠部と、
   前記太陽電池パネルの他の一対の側部側において、表面を覆わずに、側部から裏面の一部にかけて覆う一対の第２枠部と、
   前記第１枠部及び前記第２枠部の裏面側において、前記太陽電池パネルを支え、設置するための足部と、
   前記足部よりも前記太陽電池パネルの中央部側において、前記太陽電池パネルの裏面に、前記第２枠部から前記太陽電池パネルの中央部に向かって伸長して設けられた補助支持部とを有し、
   前記一対の第２枠部の表面位置は、前記太陽電池パネルの表面と同一、又は、前記太陽電池パネルの表面よりも裏面側に凹んでおり、
   前記一対の第２枠部において表面と前記太陽電池パネルの側との角部は、面取りがされ、面取りがされた前記角部には、充填剤が充填され、
   前記補助支持部と前記太陽電池パネルの裏面とは接着部材により接着され、
   前記枠体は、前記第２枠部よりも前記太陽電池パネルの中央部側において、前記第１枠部の対向方向に伸長された架台レールに対して配設され、
   前記太陽電池パネルは、表面の強化ガラスと、裏面のバックシートとの間に、複数の太陽電池セルが封止されており、
   前記複数の太陽電池セルは、前記第１枠部の対向方向に、直列に電気的に接続され、
   前記太陽電池パネルの裏面には、裏面に沿って前記第２枠部の対向方向に伸長された梁部材が設けられ、
   前記梁部材は、前記架台レールとの交差部において前記架台レールにより支持される
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。

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