JP2015090048A - 太陽電池モジュール用取付具及び太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを並べて構成される太陽光発電装置に対し、モジュール同士の隙間を小さくすることが可能な取付具を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール5をモジュール台4に並べて夫々を太陽電池モジュール用取付具6b，6cで固定してなる太陽光発電装置1の、前記太陽電池モジュール5同士の間に使用する取付具6bであって、取付具6bは、隣合うモジュール5のうち相対的に先に取り付けるものを先付けモジュール、後に取り付けるものを後付けモジュールとしたとき、後付けモジュールの下面に対応位置するモジュール台4に取着される固定基板60bと、その固定基板60bの一辺に立設されて先付け・後付けモジュールの間に位置する立板61bと、立板61bの上辺に形成された先付け係合片64bと、同じく上辺に形成されていて自己と固定基板60bと立板61bとでモジュール嵌合溝66bを構成する後付け係合片65bとで形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、受光面を空に向けて並べた複数枚の太陽電池モジュールで発電する太陽光発電装置及びその太陽電池モジュールをモジュール台に固定する太陽電池モジュール用取付具に関する。

本出願人は、図１２に示した太陽光発電装置を特願２０１３−１６１９１７号として既に特許出願している。

この太陽光発電装置１００は、設置場所となる地面Ｇに固定的に取り付けられる基礎２００，２００…と、その基礎２００の上に取り付けられる骨組み構造の架台３００と、その架台３００の上部に形成されるモジュール台４００と、そのモジュール台４００に縦横に並べて配設される複数枚の太陽電池モジュール５００，５００…と、その太陽電池モジュール５００の夫々をモジュール台４００に固定する複数の太陽電池モジュール用取付具６００ａ，６００ｂ，６００ｃと、から概略構成される。

前記モジュール台４００は、架台３００の前列の上横材３００ａと後列の上横材３００ｂの間に傾斜状に掛け渡されると共に隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製（具体的には、間伐材で作られた檜の一等材）の簀の子構成材７００と、で形成されている。
なお、図１２において符合８００は、簀の子構成材７００の長さ方向の両端のそれぞれにその端部より外方に庇状に突出するように取り付けられた笠部材である。この笠部材８００は、薄い鋼板製であって、簀の子構成材７００の上面を覆う上面板８００ａと、その上面板８００ａの両側縁から下向きに垂設したハの字状に拡開する側垂板８００ｂとを備えており、簀の子構成材７００の両端面に雨水や紫外線（直射日光）が当たり難くなるようにしてある。

また、太陽電池モジュール５００をモジュール台４００に固定する太陽電池モジュール用取付具６００ａ，６００ｂ，６００ｃは、図１２の拡大図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように、全太陽電池モジュール５００を大きな一枚のパネルに見立ててそのパネルの周縁に対応位置する端部用のもの（拡大図（ａ），（ｃ）参照）と、太陽電池モジュール５００，５００同士の間に位置して隣合う二枚の太陽電池モジュールを一緒にモジュール台４００に固定するための中間用のもの（拡大図（ｂ）参照）とがある。
そのうちの端部用の太陽電池モジュール用取付具６００ａ，６００ｃは、共に金属板をクランク形状に曲げたものであり、一方、中間用の太陽電池モジュール用取付具６００ｂは、二つのクランクを線対称の状態に連続させた樋形状のものになっている。なお、このような中間用の太陽電池モジュール用取付具は、例えば特許文献１等にも記載されている。

特開２０１３−１７７７６８号公報

従来の中間用の太陽電池モジュール用取付具６００ｂは、二つのクランクを線対称の状態に連続させた樋形状のもので、太陽電池モジュール５００，５００同士の間に割って入る構造になっているため、太陽電池モジュール５００，５００同士の間に取付具６００ｂの幅相当の隙間Ｓができる。斯かる隙間Ｓは比較的大きいため、防水剤等で埋めても安定的な防水は難しく、したがって、複数の太陽電池モジュール５００，５００…を並べた太陽光発電装置１００を、一枚の大きな防水パネルとして利用することが困難であった。

本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、複数枚の太陽電池モジュールを並べて構成される太陽光発電装置に対し、太陽電池モジュール同士の隙間を小さくすることが可能な太陽電池モジュール用取付具を提供すると共に一枚の大きな防水パネルとして利用可能な太陽光発電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明は、請求項１に記載したように、複数枚の太陽電池モジュールをモジュール台に並べてその太陽電池モジュールの夫々を複数の太陽電池モジュール用取付具で固定してなる太陽光発電装置の、前記太陽電池モジュール同士の間に使用する前記太陽電池モジュール用取付具であって、
隣合う太陽電池モジュールのうち前記モジュール台に相対的に先に取り付けるものを先付けモジュール、相対的に後に取り付けるものを後付けモジュールとしたとき、
前記後付けモジュールの下面に対応する位置の前記モジュール台の上面に取着される固定基板と、
その固定基板の一辺に立設されて前記先付けモジュールと前記後付けモジュールの間に位置する立板と、
その立板の上辺の一部に前記先付けモジュールの縁に被さるように形成された先付け係合片と、
前記立板の上辺の前記先付け係合片を設けた以外の部位に形成されていて自己と前記固定基板と前記立板とで断面コ字状のモジュール嵌合溝を構成する後付け係合片と、で形成されている太陽電池モジュール用取付具を提供する。

また、請求項２に記載したように、前記太陽電池モジュールは、電池パネルと、その周囲を額縁状に囲う縁金具とを備えていて、前記電池パネルの裏面に前記縁金具で囲われた裏向きに開口する空間部を有するものであり、
一方、前記固定基板は、頭部に締付け部を有する締付けねじで前記モジュール台の上面に取着されるものであり、そのモジュール台に取着された状態で前記締付けねじの前記締付け部が前記後付けモジュールの前記開口を介して前記空間部に臨む位置に配置されている請求項１に記載の太陽電池モジュール用取付具を提供する。

また、請求項３に記載したように、複数枚の太陽電池モジュールをモジュール台に並べてその太陽電池モジュールの夫々を複数の太陽電池モジュール用取付具で固定してなる太陽光発電装置であって、
前記モジュール台は、架台の上部に木製の簀の子構成材を傾斜状に且つ隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べて形成されており、
前記太陽電池モジュールは、前記モジュール台の前記簀の子構成材の上に並べて前記太陽電池モジュール同士の間に請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用取付具を配置して固定されており、
さらに前記太陽電池モジュール同士の隙間と、前記太陽電池モジュール用取付具と太陽電池モジュールの上面との隙間を防水剤で埋めてなる太陽光発電装置を提供する。

本発明の太陽電池モジュール用取付具によれば、隣合う太陽電池モジュール同士の隙間を、立板ほぼ１枚分程度に収めることができるため、防水剤等で簡単に埋めることができる。
したがって、この太陽電池モジュール用取付具を使って複数枚の太陽電池モジュールを並べた請求項３の太陽光発電装置は、一枚の大きな防水パネルとすることができるため、太陽光発電装置自体をカーポートや建物の簡易な屋根材にすることができる。

また、請求項２のように、モジュール台に取着された状態で締付けねじの締付け部が太陽電池モジュールの裏側の空間部に臨むようにした場合には、締付け部がある程度出っ張っても太陽電池モジュールの邪魔になるおそれがないため、締付け部が大きくて強度に優れる締付けねじを使用することができる。

太陽光発電装置の斜視図である。 太陽電池モジュールを想像線にして示す太陽光発電装置の斜視図である。 拡大図を含む図２の一部を拡大した太陽光発電装置の斜視図である。 拡大図を含む太陽光発電装置の側面図である。 太陽光発電装置の要部を拡大して示す平面図である。 最前列の太陽電池モジュールを断面にして示す太陽光発電装置の要部拡大側面図である。 先付けモジュールと後付けモジュールを断面にして示す太陽光発電装置の要部拡大側面図である。 図７の後付けモジュールの取り付け状態を説明する太陽光発電装置の要部拡大側面図である。 中間用の太陽電池モジュール用取付具の斜視図である。 基礎を示す斜視図である。 架台を示す斜視図である。 背景技術にかかる太陽光発電装置の太陽電池モジュールを想像線で示した斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
実施形態の太陽光発電装置１は、設置場所となる地面Ｇに固定的に取り付けられる基礎２，２…と、その基礎２の上に取り付けられる骨組み構造の架台３と、その架台３の上部に形成されるモジュール台４と、そのモジュール台４に受光面５ａを上（空）に向けた状態で縦横に並べて配設される複数枚の太陽電池モジュール５，５…と、その太陽電池モジュール５の夫々をモジュール台４に固定する複数の太陽電池モジュール用取付具（以下、単に「取付具」ともいう。）６ａ，６ｂ，６ｃと、から概略構成される。なお、太陽光発電装置１は、説明の便宜上、モジュール台４の傾斜下端側を前、反対側を後とする。

［基礎］
基礎２，２…は、図４拡大図（ｄ）に示したように、例えば地中に敷設した砕石Ｇ１の上に設置した四角錐台形のコンクリート成形品であり、図１０に示したように複数列（実施形態では６（個／列）×５（列））に並べられている。なお、海岸部などで強風を受けるおそれがある場合には、基礎２，２…を断面逆さＴ字状にすることにより強度を増すことができる。基礎２，２…は、高さの半分程度が地中に埋められており、一方、その上面には後述する土台パッキン７，７…が予め（工場生産する場合には工場内で）装着されている。

［架台］
架台３は、図４、図１１に示したように、前列の基礎２，２，…の上に立てられる最も短い複数本の支柱材３ａ，３ａ…と、後列の基礎２，２，２の上に立てられる最も長い複数本の支柱材３ｂ，３ｂ…と、前列の支柱材３ａと後列の支柱材３ｂの中間にあって前列から後列に向かって段階的に長くなる支柱材３ｃ，３ｄ，３ｅと、各列の支柱材３ａ〜３ｅの頂部にそれぞれ横設される角材状の上横材３ｆ，３ｆ…と、前後方向に並ぶ支柱材３ａ〜３ｅ同士や、支柱材３ａ〜３ｅと上横材３ｆ，３ｆ…とを連結して補強する補強斜材３ｇ，３ｇ…と、から概略構成される骨組み構造である。
なお、架台３を構成する各部材（支柱材３ａ〜３ｅ、上横材３ｆ、補強斜材３ｇ）は、間伐材から作られた檜の一等材で形成されている。

架台３を構成する支柱材３ａ〜３ｅと基礎２とは、図４の拡大図（ｄ）に示したように土台パッキン７を介して羽子板状のボルト（図示せず）等で連結され、また、上横材３ｆと支柱材３ａ〜３ｅとは、図示しないが支柱材３ａ〜３ｅに突設したホゾと上横材３ｆに穿ったホゾ孔との嵌め合い並びに適宜な連結金具により連結される。

土台パッキン７は、プラスチック、セラミック、金属、ゴムなどで形成された板状物であり、支柱材３ａ〜３ｅの底面に予めビス止めするか或は基礎２の上面に予め固定されている。土台パッキン７を基礎２の上面に固定する手段は、接着剤で接着するか或は基礎２の上面に凹部を設けてその凹部に土台パッキン７の下半部を嵌合させる。なお、基礎２の凹部に嵌合させた土台パッキン７は接着を要しないが、接着してももちろんよい。
土台パッキン７は、支柱材３ａ〜３ｅより平面視で小さくしてそれらの底面と土台パッキン７の側面でアンダーカットの段部８（図４拡大図（ｄ）参照）が形成されるようになっている。

［モジュール台］
モジュール台４は、架台３の上横材３ｆ，３ｆ…の上であってその上横材３ｆ，３ｆ…と直交して傾斜状に掛け渡されると共に隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製（具体的には、間伐材で作られた檜の一等材）の簀の子構成材９，９…で形成されている。

［太陽電池モジュール］
太陽電池モジュール５は、周知のように受光面５ａで太陽光を受けて発電する四角い電池パネル５ｂと、その電池パネル５ｂの周囲を四角い額縁状に囲う金属製の縁金具５ｃと、を備えている。そして、前記電池パネル５ｂは、図６〜図８に示したように、縁金具５ｃの高所に取り付けられており、したがって電池パネル５ｂの裏面には縁金具５ｃで囲われた空間部５ｄがあり、さらにその空間部５ｄが縁金具５ｃによる開口５ｅを介して裏向きに開放されている。

この太陽電池モジュール５は、図１実線及び図２の想像線に示したように前記モジュール台４の上面全域に縦横に並べられると共にそのモジュール台４に複数の取付具６ａ,６ｂ,６ｃで固定されている。

［太陽電池モジュール用取付具］
取付具６ａ，６ｂ，６ｃは、図４の拡大図（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に示したように、全ての太陽電池モジュール５を大きな一枚のパネルに見立ててそのパネルの周縁に対応位置する端部用のもの（拡大図（ａ），（ｃ）参照）と、前後に隣合う太陽電池モジュール５，５同士の間に位置して両者をモジュール台４に固定するための中間用のもの（拡大図（ｂ）参照）とがある。

［端部用の取付具］
端部用の取付具６ａ，６ｃは、金属板をクランク形状に曲げたものであり、モジュール台４の上面に取着される固定基板６０ａ，６０ｃと、その固定基板６０ａ，６０ｃの一辺に立設された立板６１ａ，６１ｃと、その立板６１ａ，６１ｃの上辺を太陽電池モジュール５側に折り曲げた係合片６２ａ，６２ｃと、からなり、固定基板６０ａ，６０ｃに開設した貫通孔６３ａ，６３ｃに、頭部に六角ボルトヘッド状の締付け部１０ａを有する締付けねじ１０（木ねじ）を通してモジュール台４の簀の子構成材９の上面に取り付けられる。

一方、中間用の取付具６ｂは、図９に示したように、モジュール台４の上面に取着される固定基板６０ｂと、前記締付けねじ１０を通すために固定基板６０ｂに開設された貫通孔６３ｂと、固定基板６０ｂの一辺に立設された立板６１ｂと、その立板６１ｂの上辺のほぼ片側半分に反固定基板６０ｂ側に向けて折り曲げて形成された先付け係合片６４ｂと、立板６１ｂの上辺の残りのほぼ片側半分に固定基板６０ｂ側に向けて折り曲げて形成された後付け係合片６５ｂと、からなる。なお、この後付け係合片６５ｂと立板６１ｂと固定基板６０ｂで断面コ字状のモジュール嵌合溝６６ｂが構成される。
この取付具６ｂは、太陽電池モジュール５のうちモジュール台４に相対的に先に取り付けるものを先付けモジュール５（ｘ）、相対的に後に取り付けるものを後付けモジュール５（ｙ）としたとき、図８に示したように、先付けモジュール５（ｘ）の縁金具５ｃの縁に先付け係合片６４ｂを被せて固定基板６０ｂをモジュール台４に締付けねじ１０で取着する。そして、この取付具６ｂのモジュール嵌合溝６６ｂに後付けモジュール５（ｙ）を図８矢示Ｉから同図矢示IIのように動かして嵌める。
取付具６ｂの固定基板６０ｂの貫通孔６３ｂは、図７のようにモジュール台４に取着された状態で締付けねじ１０の締付け部１０ａが後付けモジュール５（ｙ）の前記空間部５ｄに開口５ｅを介して臨む位置に設けられている。具体的には、図８想像線のように、後付けモジュール５（ｙ）の縁金具５ｃの開口５ｅまでの幅を、取付具６ｂの後付け係合片６５ｂの縁から締付け部１０ａの立板６１ｂ側の縁までの垂直距離より小さくし、そうすることにより取付具６ｂの締付け部１０ａと縁金具５ｃとを干渉させずに後付けモジュール５（ｙ）を取付具６ｂのモジュール嵌合溝６６ｂに嵌めることができ、しかも締付けねじ１０の締付け部１０ａを後付けモジュール５（ｙ）の空間部５ｄに開口５ｅを介して臨ませることができるようになっている。

次に、モジュール台４に太陽電池モジュール５を取り付ける工程について説明する。
まず、モジュール台４を構成する簀の子構成材９の前側の端に取付具６ａを締付けねじ１０で取着する。
次に、太陽電池モジュール５を簀の子構成材９の上面に載せて取付具６ａの係合片６２ａの下に潜らせつつ立板６１ａ側に押し込む。これにより太陽電池モジュール５の前縁が取付具６ａの係合片６２ａで止められる。
この太陽電池モジュール５を先付けモジュール５（ｘ）として、その後縁に先付け係合片６４ｂを被せるようにして中間用の取付具６ｂを簀の子構成材９の上面に締付けねじ１０で取着する。これにより先付けモジュール５（ｘ）のモジュール台４への取付が完了する。
次に、図８想像線に示したように縁金具５ｃを取付具６ｂの締付けねじ１０の締付け部１０ａに当てないようにして後付けモジュール５（ｙ）を簀の子構成材９の上面に載せ、そのまま後付けモジュール５（ｙ）を図８矢示IIのように取付具６ｂの立板６１ｂに向けて押し込む。これにより後付けモジュール５（ｙ）の前縁が取付具６ｂの先付け係合片６４ｂで止められる。
次に、後付けモジュール５（ｙ）の後縁に先付け係合片６４ｂを被せるようにして中間用の取付具６ｂを簀の子構成材９の上面に締付けねじ１０で取着する。これにより後付けモジュール５（ｙ）のモジュール台４への取付が完了する。
次に、この後付けモジュール５（ｙ）を相対的に先付けモジュール５（ｘ）としてその後に上記と同じ工程で相対的な後付けモジュール５（ｙ）たる太陽電池モジュール５を取り付ける。
かかる工程を繰り返して全ての太陽電池モジュール５をモジュール台４に並べた後、最も後列の太陽電池モジュール５の後縁に係合片６２ｃを被せるようにして取付具６ｃを簀の子構成材９の上面に締付けねじ１０で取着する。
なお、便宜上、上記での説明を省略したが、各太陽電池モジュール５同士の縦横の全ての隙間には図７に示したような防水テープ１１が介装されている。
以上のようにして全ての太陽電池モジュール５をモジュール台４に固定した後、図５に墨網を施したように太陽電池モジュール５同士の前後左右の隙間Ｓと、取付具６ｂと太陽電池モジュール５の上面との隙間を防水剤１２で埋めれば、全ての太陽電池モジュール５，５…を一枚の大きな防水パネルとして利用することができる。よって、その下の領域を屋根付きのカーポートや作業場或は遊び場等として活用することができる。

実施形態の太陽光発電装置１は以上のとおりであり、架台３のほぼ全部が木材で形成されている。したがって、製造から加工に至るまでの消費エネルギーが鉄骨枠との比較においてごく僅かで済み且つ環境に殆ど負荷を掛けないため、太陽光発電による発電メリットが発電当初から最大限に享受できる。もちろん木材が間伐材であれば、構成部材の製造に殆どエネルギーを要しないからそのメリットは最大になる。
また、木材で形成された架台３は塩害に強いため、海岸部において長期間の使用が可能である。
また、架台３が木製であることにより周囲の環境に馴染み易く大型にしても違和感がない。
また、実施形態の太陽光発電装置１は、モジュール台４が木製の簀の子構造であるため、短い工期で低コストに製造することが可能である。
また、架台３と基礎２との間に土台パッキン７を介在させて隙間を設けたことにより基礎２側から架台３側に水分が沁み込むおそれが殆どなく、また、架台３の底面と土台パッキン７の側面でアンダーカットの段部８が形成されるようにしたため、架台３側から流れ落ちる雨水の水切れが良く、しかもその段部８で支柱材３ａ〜３ｅの底面（小口）が外気に触れるため乾燥しやすい。

以上本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態のモジュール台４の簀の子構成材９の両端部に、背景技術で説明した図１２の笠部材８００を装着して雨水や紫外線（直射日光）が当たり難くなるようにしてもよい。
また、実施形態ではモジュール台４の前列から後列に向かって順に太陽電池モジュール５を取り付けるようにしたが、モジュール台４の傾斜が緩い場合には後列から前列に向けて取り付けるようにしてもよい。もちろんその場合は、取付具６ｂの向きが逆になる。
また、実施形態では取付具６ｂの先付け係合片６４ｂと後付け係合片６５ｂを一枚ずつ形成したが、例えば先付け係合片６４ｂを二枚にしてその間に後付け係合片６５ｂを形成したり、或はその逆にしたりするなどしてもよい。

１ …太陽光発電装置
３ …架台
４ …モジュール台
５ …太陽電池モジュール
５（ｘ） …先付けモジュール
５（ｙ） …後付けモジュール
５ｂ …電池パネル
５ｃ …縁金具
５ｄ …空間部
５ｅ …開口
６ａ，６ｂ，６ｃ …太陽電池モジュール用取付具
６０ｂ …固定基板
６１ｂ …立板
６４ｂ …先付け係合片
６５ｂ …後付け係合片
６６ｂ …モジュール嵌合溝
９ …簀の子構成材
１０ …締付けねじ
１０ａ …締付け部

Claims (3)

1. 複数枚の太陽電池モジュールをモジュール台に並べてその太陽電池モジュールの夫々を複数の太陽電池モジュール用取付具で固定してなる太陽光発電装置の、前記太陽電池モジュール同士の間に使用する前記太陽電池モジュール用取付具であって、
   隣合う太陽電池モジュールのうち前記モジュール台に相対的に先に取り付けるものを先付けモジュール、相対的に後に取り付けるものを後付けモジュールとしたとき、
   前記後付けモジュールの下面に対応する位置の前記モジュール台の上面に取着される固定基板と、
   その固定基板の一辺に立設されて前記先付けモジュールと前記後付けモジュールの間に位置する立板と、
   その立板の上辺の一部に前記先付けモジュールの縁に被さるように形成された先付け係合片と、
   前記立板の上辺の前記先付け係合片を設けた以外の部位に形成されていて自己と前記固定基板と前記立板とで断面コ字状のモジュール嵌合溝を構成する後付け係合片と、で形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用取付具。
2. 前記太陽電池モジュールは、電池パネルと、その周囲を額縁状に囲う縁金具とを備えていて、前記電池パネルの裏面に前記縁金具で囲われた裏向きに開口する空間部を有するものであり、
   一方、前記固定基板は、頭部に締付け部を有する締付けねじで前記モジュール台の上面に取着されるものであり、そのモジュール台に取着された状態で前記締付けねじの前記締付け部が前記後付けモジュールの前記開口を介して前記空間部に臨む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用取付具。
3. 複数枚の太陽電池モジュールをモジュール台に並べてその太陽電池モジュールの夫々を複数の太陽電池モジュール用取付具で固定してなる太陽光発電装置であって、
   前記モジュール台は、架台の上部に木製の簀の子構成材を傾斜状に且つ隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べて形成されており、
   前記太陽電池モジュールは、前記モジュール台の前記簀の子構成材の上に並べて前記太陽電池モジュール同士の間に請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用取付具を配置して固定されており、
   さらに前記太陽電池モジュール同士の隙間と、前記太陽電池モジュール用取付具と太陽電池モジュールの上面との隙間を防水剤で埋めてなることを特徴とする太陽光発電装置。

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