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JP5295436B2 - 取付部材およびこれを用いた太陽電池アレイ - Google Patents

取付部材およびこれを用いた太陽電池アレイ Download PDF

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Description

本発明は太陽電池モジュールの取付部材およびこれを用いた太陽電池アレイに関する。
太陽電池アレイは、取付部材と該取付部材に固定された複数の太陽電池モジュールとを有している。住宅の屋根等の太陽電池アレイの設置面には、歪みが生じている場合がある。そのため、複数の取付部材を設置したときに、取付部材の高さを調整する場合があった。そこで、取付部材の高さを調整するための係合部を有する太陽電池アレイが提案されている(特許文献1参照)。
特開2006−57357号公報
しかしながら、特許文献1に記載の太陽電池アレイは、略U字形状の断面を有する第1部材の内側に、角パイプ状の第2部材が収納され、第1部材の鉤部が第2部材の凹部に引っ掛ける構造を有している。このとき、第1部材と第2部材は、両部材を挿通するビスで互いに固定されている。それゆえ、取付部材の高さを調整するためには、第1部材および第2部材からビスを抜き取り第1部材から第2部材を引き抜いた後に、第2部材を差し込み直す必要があった。これにより、施工が煩雑になっていた。
本発明の目的の1つは、容易に高さ調整できる、太陽電池モジュールの取付部材およびこの取付部材を用いた太陽電池アレイを提供することである。
本発明の実施形態に係る取付部材は、底部および該底部から上方に向かって設けられた2つの第1壁部を有する第1部材と、該第1部材の上方に位置しており、底部に対応する上部および該上部から下方に向かって設けられた2つの第2壁部を有する第2部材とを有している。さらに、取付部材は、第1部材に第2部材を固定する固定部材とを有している。取付部材において、2つの第1壁部と2つの第2壁部とは、1つの第1壁部の主面と対応する1つの第2壁部の主面とを、および他の1つの第1壁部の主面と対応する他の1つの第2壁部の主面とを対向させて交互に配置されている。第1壁部は、対応する第2壁部と対向する主面に第1嵌合部を有している。第2壁部は、対応する第1壁部と対向する主面に、第1嵌合部と嵌合する第2嵌合部を有している。第2嵌合部は、第1嵌合部に対して、第1部材の高さ方向において複数の位置で嵌合可能である。
本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイは、一方向に沿って、互いに重ならないように配列された複数の太陽電池モジュールと、該複数の太陽電池モジュールのうち、前記一方向に隣接する2つの前記太陽電池モジュールの間に配置された、上述の取付部材とを有している。
上述の取付部材およびこの取付部材を用いた太陽電池アレイによれば、取付部材の高さを容易に調整することができる。
本発明の第1実施形態に係る太陽電池アレイの一例であり、(a)は斜視図、(b)は図1(a)のA−A’線における断面図、(c)は図1(a)のB部の部分拡大図である。 図1に示す太陽電池アレイに用いられる太陽電池モジュールの一例であり、(a)は平面図、(b)は図2(a)のC−C’線における断面図である。 図1に示す太陽電池アレイに用いられる取付部材であり、(a)は分解斜視図、(b)は図3(a)を裏側から見た分解斜視図、(c)は斜視図、(d)は図3(c)のD−D’線における断面図である。 第1実施形態に係る取付部材を示す部分拡大図であり、図3(c)のE−E’線における断面図である。 第1実施形態に係る取付部材の施工工程について、図1(a)のF−F’断面に相当する位置で、(a)〜(c)の順に説明する断面図である。 第1実施形態における太陽電池アレイの施工工程を(a)〜(d)の順に説明する断面図である。 第2実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材を示す分解斜視図である。 第3実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材を示す分解斜視図である。 第4実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材を示す図面であり、(a)は斜視図であり、(b)は図9(a)をX方向から見た斜視図である。 第4実施形態における太陽電池アレイの施工工程を(a)〜(c)の順に説明する断面図である。 第5実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材を示す斜視図である。 第5実施形態における太陽電池アレイの施工工程を(a)〜(c)の順に説明する断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの取付部材および太陽電池アレイについて、図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1(a)および図1(b)において、太陽電池アレイ1は、複数の太陽電池モジュール3と、この複数の太陽電池モジュール3を被設置面に取り付ける取付部材4とを有している。例えば、太陽電池モジュール3は、葺き材2a、野地板2bおよび垂木2cを有する基体2の傾斜面(屋根面)上に、取付部材4を用いて固定される。すなわち、この傾斜面が太陽電池アレイ1の設置面に相当する。
本実施形態において、複数の太陽電池モジュール3は、図1(a)乃至図1(c)に示すように、Y方向(傾斜面の傾斜方向)およびY方向に直交するX方向に沿って配列されている。なお、以下の説明において、軒側とは、Y方向における下方のことであり、棟側とはY方向における上方のことである。すなわち、軒側とは−Y方向であり、棟側とは+Y方向を示す。
<太陽電池モジュール>
太陽電池モジュール3は、図2に示すように、太陽電池パネル11およびフレーム12を有している。
太陽電池パネル11は、図2(b)に示すように、主として光を受光する前面11a(透光性基板14の一主面)と、この前面11aの裏面に相当する背面11b(裏面保護部材13の一主面)とを有している。太陽電池パネル11は、透光性基板14、一対の充填材15、複数の太陽電池素子17、裏面保護部材13および端子ボックス18を有している。
透光性基板14は、太陽電池モジュール3の基板として機能する。一対の充填材15は、例えば、熱硬化性樹脂からなる。複数の太陽電池素子17は、充填材15でその周囲を保護されているとともに、インナーリード16で互いに電気的に接続されている。裏面保護部材13は、太陽電池モジュール3の裏面を保護するものである。端子ボックス18は、太陽電池素子17で得られた出力を外部に取り出すものである。
太陽電池素子17は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる基板が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード16で隣接するシリコン基板同士を電気的に接続すればよい。
また、太陽電池素子17の種類は特に制限されない。太陽電池素子17として、例えば、アモルファスシリコンからなる薄膜太陽電池、CIGS太陽電池、CdTe太陽電池、結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。例えば、アモルファスシリコンからなる薄膜太陽電池、CIGS太陽電池およびCdTe太陽電池としては、透光性基板上に、アモルファスシリコン層、CIGS層またはCdTe層が透明電極等と組み合わせて適宜積層されたものが利用できる。
また、端子ボックス18は、箱体、この箱体内に配置されるターミナル板および箱体の外部へ電力を導出する出力ケーブル(いずれも図示なし)を有している。箱体の材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(変性PPE樹脂)やポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO樹脂)が挙げられる。
フレーム12は、太陽電池パネル11を保持する機能を有する。図2(a)、(b)に示すように、フレーム12は、太陽電池パネル11の外周を補強する長尺状の部材である。より具体的には、フレーム12は、嵌合部12a、フレーム上面12b、フレーム下面12cおよびフレーム側面12dを有している。嵌合部12aは、後述する太陽電池アレイ1の設置の際に、太陽電池パネル11と嵌合する部分である。フレーム上面12bは、太陽光を受光する側に位置する主面である。フレーム下面12cは、フレーム上面12bの裏面側に位置する主面である。フレーム側面12dは、フレーム上面12bおよびフレーム下面12cを接続している側面である。このようなフレーム12は、アルミニウムを押し出し成形すること等によって製造することができる。
<取付部材>
本実施形態において、取付部材4は、隣り合う太陽電池モジュール3の角部間に配置されている。例えば、図1(c)に示すように、4つの太陽電池モジュール3の各角部の間に1つの取付部材4が配置されている。
そして、取付部材4は、図3に示すように、少なくとも第1部材21と、第1部材の上方に配置された第2部材22と、第1部材21に第2部材22を固定する第1固定部材25と、を有している。そして、第1部材21および第2部材22の長手方向がY方向に沿うように、第1部材21および第2部材22は、第2固定部材26によって基体2に固定される。このとき、第2部材22は、Z方向に移動可能である。
また、本実施形態においては、取付部材4は、第3部材23と第4部材24とをさらに有している。そして、第3部材23および第4部材24は、X方向およびY方向の少なくとも一方に移動可能である。
図3(a)、(b)に示すように、本実施形態において、取付部材4は、第1部材21と第2部材22、第3部材23、第4部材24、第1固定部材25、第2固定部材26、ネジ27および粘着部材28を有している。
第1部材21および第2部材22は、図3(c)、(d)に示すように、組み合わせた状態で第1固定部材25によって固定される。また、第3部材23の上に第4部材24が配置される。そして、第3部材23および第4部材24は、第2部材22の上に第2固定部材26によって固定される。このようにして、第1部材21乃至第4部材24の集合体が得られる。そして、この集合体が、ネジ27によって設置面(基体2の表面)に固定される。
粘着部材28は、第1部材21と基体2との間に配置される。この粘着部材28によって、第1部材21と基体2との間を封止できる。これにより、ネジ27を伝って基体2の内側に入る雨水等の浸水を低減できる。
<第1部材>
第1部材21は、図3に示すように、例えば、略U字形状の断面を有する細長い部材である。
第1部材21は、例えば、アルミニウム合金などの金属を押し出し加工して製造される。アルミニウム合金以外の材質を用いる場合であれば、例えば、ステンレス鋼またはメッキ鋼板等をロールフォーミングまたは曲げ加工して製造される。
第1部材21は、例えば、底部21a、第1貫通孔21b、2つの第1壁部21cおよび第1長穴21eを有している。そして、第1部材21は、Y方向を長手方向にして配置される。
底部21aは、基体2(傾斜面)に相対して配置される部分である。
第1貫通孔21bは、底部21aに設けられており、ネジ27が挿通される。この第1貫通孔21bを用いて、取付部材4は基体2(傾斜面)に固定される。なお、本実施形態においては、図3(b)に示すように、第1部材21の長手方向(Y方向)に沿って、2つの第1貫通孔21bが設けられている。
2つの第1壁部21cは、底部21aから上方に向かって設けられている。2つの第1壁部21cは、例えば、図3に示すように、底部21aのX方向における両端部から、垂直に設けられている。第1壁部21cのZ方向における大きさは、例えば、40〜80mmであればよい。この2つの第1壁部21cは、図3(d)に示すように、各々、第1主面21k1および第2主面21k2を有している。そして、2つの第1壁部21cは、各々、第1主面21k1に、第1嵌合部21dを有している。すなわち、この第1嵌合部21dは、2つの第1壁部21cの両主面のうち、互いに同一方向に向く第1主面21k1に(図3(c)中では+X方向側の面)設けられている。
なお、本実施形態において、第1嵌合部21dは、第1壁部21cの第1主面21k1に設けられた第1セレーションである。すなわち、図4に示すように、XZ平面に沿う第1嵌合部21dの断面形状が、セレーション形状(のこぎり歯状)である。換言すれば、第1嵌合部21dは、第1主面21k1において、+Z方向に沿って、交互に配置された複数の凹部および凸部を有している。この凸部および凹部のX方向およびZ方向における大きさは、例えば、2〜5mmであればよい。
第1長穴21eは、2つの第1壁部21cのうち一方の第1壁部21cに設けられており、Z方向に沿って細長い。図3(c)に示すように、この第1長穴21eに、後述する第2貫通孔22eに挿入された第1固定部材25が挿通される。第1長穴21eの大きさは、第1固定部材25の大きさに応じて適宜設定すればよい。
<第2部材>
第2部材22は、図3に示すように、例えば、略U字形状の断面を有する細長い部材である。第2部材22は、第1部材21と同様の材質、加工法で製造することができる。
第2部材22は、例えば、上部22a、開口部22b、2つの第2壁部22cおよび第2貫通孔22eを有している。そして、第2部材22は、Y方向を長手方向にして第1部材21上に配置される。
図3(c)に示すように、上部22aは、第1部材21の底部21aと相対しており、上部22aは、第1部材21の底部21aの上方に配置されている。
開口部22bは、上部22aに設けられており、第2部材22の長手方向に沿って細長い穴部である。
第2貫通孔22eは、第2壁部22cのうち第1部材21の第1長穴21eと当接する位置に設けられている。
2つの第2壁部22cは、上部22aから下方に向かって設けられている。2つの第2壁部22cは、例えば、上部22aのX方向における両端部から、垂直方向(Z方向)に設けられている。第2壁部22cのZ方向における大きさは、例えば、40〜80mmであればよい。この2つの第2壁部22cは、各々、第1主面22k1と第2主面22k2とを有している。図3(d)に示すように、第2壁部22cの両主面のうち第2主面22k2は、第1部材21の対応する第1壁部21cの第1主面21k1と対向して配置される主面である。換言すれば、第1壁部21cおよび第2壁部22cは、図3(c)に示すように、一方向(本実施形態ではX方向)に沿って、交互に配列されている。これにより、第2壁部22cの第2主面22k2は、第1壁部21cの第1主面21k1と対向するように配置されるようになる。
なお、2つの第2壁部22cの間隔は、第1部材21の2つの第1壁部21cの間隔と略同じである。このことから、第1部材21の底部21aと、第2部材22の上部22aを相対して組み合わせると、2つの第1壁部21cと2つの第2壁部22cとが互い違い
に向かい合って配置される。換言すれば、一方の第2壁部22cは第1部材21の開口の内側で一方の第1壁部21cと当接し、他方の第2壁部22cは第1部材21の開口の外側で他方の第1壁部21cと当接する。すなわち、一方の第1壁部21cの第1主面21k1の一部と、対応する第2壁部22cの第2主面22k2の一部とが対向して配置される。また、他方の第1壁部21cの第1主面21k1の一部と、対応する第2壁部22cの第2主面22k2の一部とが対向して配置される。
そして、2つの第2壁部22cは、各々、第2主面22k2に、第1嵌合部21dと嵌合する第2嵌合部22dを有している。すなわち、この第2嵌合部22dは、2つの第2壁部22cの両主面のうち互いに同一方向に向く第2主面22k2に(図3(c)中では−X側の面)、各々設けられている。なお、この第2主面22k2は、第1壁部21cの第1主面21k1に対向する面である。
このように、第2嵌合部22dを第1嵌合部21dと当接する側の第2主面22k2に配置することで第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとを嵌合することができる。これにより、Z方向に対して第2部材22を第1部材21に固定し、取付部材4に加わるZ方向の荷重を第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dで支持することができる。
本実施形態において、第2嵌合部22dは、第2壁部22cの第2主面22k2に設けられた第2セレーションである。すなわち、図4に示すように、XZ平面に沿う第2嵌合部22dの断面形状が、セレーション形状(のこぎり歯状)である。換言すれば、第2嵌合部22dは、第2主面22k2(図3(c)中では−X方向の面)において、Z方向に沿って、交互に配置された複数の凹部および凸部で構成されている。
なお、第1部材21の第1嵌合部21dと第2部材22の第2嵌合部22dとは、互いに嵌合可能な形状を有していればよい。すなわち、本実施形態においては、第2嵌合部22dの凹凸形状が、第1嵌合部21dの凹凸形状と相似の関係であるが、これに限らない。第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとは、互いに嵌合可能な形状であればよい。
このような第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとの嵌合が外れないように、第1固定部材25によって、第1部材21と第2部材22とが固定される。第1固定部材25は、例えば、図3(a)に示すように、第1長穴21eおよび第2貫通孔22eに挿入されることによって、第1壁部21cおよび第2壁部22cを固定する。
以上、本実施形態においては、第2嵌合部22dを第1嵌合部21dと当接する側の第2主面22k2に配置することで、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとを嵌合することができる。これによって、Z方向において第2部材22を第1部材21に固定し、固定部材4に加わるZ方向の荷重を支持することができる。そして、このとき、第2嵌合部22dは、第1嵌合部21dに対して、第1部材21の高さ方向(Z方向)において複数の位置で嵌合可能である。そのため、第1固定部材25を緩めることで、第1固定部材25を抜き取ることなく第2部材22をZ方向に移動することができるとともに、第1部材21に対して第2部材22を所望する高さ位置に配置することができる。その結果、本実施形態に係る第1部材21および第2部材22および固定部材25を有する取付部材4によって、凹凸を有する設置面に対しても太陽電池モジュール3を略水平に取り付けることができる。
なお、第1固定部材25による固定は、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dの嵌合が抜けない状態を維持できるものであればよい。すなわち、本実施形態のように、第1長穴21eと第2貫通孔22eとは、それぞれ、少なくとも第1壁部21cの一方と、第2壁部22cの一方とに設けられればよい。換言すれば、第1固定部材25は、1つの第1壁部21cと、対応する1つの第2壁部22cとを固定すればよい。これにより、第1固定部材25が第1部材21および第2部材22の略U字形状の断面を横断して固定する場合に比べて、施工しやすい。加えて、第1部材21および第2部材22のU字形状の断面が押しつぶれることによって生じる嵌合力の低下が低減される。
また、上述したように、本実施形態において、この第1固定部材25によって固定される第1部材21は、高さ方向(Z方向)に細長い第1長穴21eを有している。そして、第1固定部材25は、この第1長穴21eに挿通されて第1壁部21cと第2壁部22cとを固定している。このように第1固定部材25が挿通される第1長穴21eがZ方向に沿って細長いため、高さ方向における第2部材22の固定可能位置を広い範囲で確保することができる。
第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの形状としては、例えば、櫛歯状が挙げられる。また、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dは、各々セレーション状であってもよい。このような形態では、第1部材21および第2部材22が簡易な形状を有するため、取付部材4の加工コストの低減が図れる。また、このような形態では、例えば、アルミニウムの押し出し成型を用いることができることから、各部材の製造が容易になる。
さらに、本実施形態において、対応する壁部に直交する断面において、図4に示すように、第1嵌合部21d(第1セレーション)は、水平面部211d1と曲面部211d2とを有しており、第2嵌合部22d(第2セレーション)は、平面面部221d1と曲面部221d2とを有している。このような構成によって、取付部材4に加わるZ方向の自重をより安定して支持することができる。
またさらに、本実施形態において、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dが、Y方向へ沿って延びる長い凹部および凸部を複数有するセレーション状である。このことから、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとが嵌合して当接する面積が広い。すなわち、平面部同士が当接して荷重を分散して支持することができる。その結果、Z方向において取付部材4にかかる自重を強固に支持することができる。
なお、本実施形態において、第2部材22の上部22aの上方に位置する面の一部は、後述する第3部材23を支持する支持面22gである。そして、この支持面22gに、Y方向に細長い開口部22bが設けられている。図3(d)に示すように、後述する第3部材23と第4部材24とを固定する第2固定部材26が開口部22bに挿通されることで、第3部材23および第4部材24がY方向へ移動することができる。
また、本実施形態において、図3(c)に示すように、第2部材22の2つの第2壁部22cは、各々、外方へ向いている主面のY方向の両端近傍に、突起22fを有している。すなわち、第2部材22において、第2貫通孔22eを有する一方の第2壁部22cは、第1主面22k1に突起22fを2つ有しており、第2嵌合部22dを有している他方の第2壁部22cは、第2主面22k2に突起22fを2つ有している。このような突起22fは、図3(b)に示すように、後述する第3部材23の第1フィン23bと干渉することで、第3部材23を第2部材22上から外れにくくすることができる。
<第3部材>
第3部材23は、第1主面23a、第2主面23d、第1主面23aに設けられた第1フィン23bおよび第2主面23dに設けられた第2フィン23eを有している。
第1主面23aは、第2部材22と相対する面である。また、第2主面23dは、第1主面23aの裏側に位置する面であるとともに、後述する第4部材24と相対する面である。
第1フィン23bは、第2部材22の長手方向に第3部材23の移動を案内する案内部として機能する。第1フィン23bは、例えば、第1主面23aに、第3部材23の幅方向(X方向)の両側にそれぞれ離して配置された一対の第1凸部である。本実施形態においては、この一対の第1凸部を2組有している。この一対の第1凸部の間の距離は、第2部材22のX方向における寸法以上であればよい。
第2フィン23eは、第3部材23の長手方向(X方向)に第4部材24の移動を案内する案内部として機能する。第2フィン23eは、例えば、第2主面23dに、第3部材23の長手方向(X方向)に沿って各々延びる一対の第2凸部である。この一対の第2凸部の間の距離は、第4部材24の幅方向(Y方向)の寸法以上である。
このように、第3部材23は、両方の主面にその長手方向に沿った複数のフィンを有する板状体である。第3部材23は、第3部材23の長手方向が第2部材22の長手方向と直交するように、第2部材22に対して配置される。
一対の第1凸部の間の距離は、第2部材22の幅方向の寸法と略同じであるとよい。これにより、第3部材23が第2部材22上で回転することなくY方向にスムーズに移動することができる。加えて、第2固定部材26を締め付ける際に、第3部材23の回転によって生じる位置ずれの発生を低減できる。
一対の第2凸部の間の距離は、第4部材24の幅方向の寸法と略同じであるとよい。これにより、第4部材24は、第2フィン23eを第3部材23の長手方向に沿って、スムーズに移動することができる。
なお、第2主面23dのうち、一対の第2フィン23eの間に位置する部分は、第4部材24が移動する部位となる。また、第2主面23dのうち第2フィン23eよりも外側の部分は、太陽電池モジュール3を載置する載置部23gとなる。
第3部材23は、第1部材21と同様の材質および加工方法で製造することができる。
<第4部材>
第4部材24は、例えば、略T型の断面を有するレールである。第4部材24は、第4部材24の長手方向が第3部材23の長手方向と平行になるように配置される。また、第4部材24は、第4部材24の長手方向が第2部材22の長手方向と直交するように、第3部材23に固定される。
第4部材24は、例えば、上面部24a、側壁部24c、上面部24aに設けられた第3長穴24bおよび側壁部24cより張り出した押圧固定部24dを有する。
第3長穴24bは、第2固定部材26が挿通される穴であり、第3部材23と第4部材24とを固定する際に用いられる。そして、第3長穴24bは、第2固定部材26を取り付けたまま、第3長穴24bの大きさの範囲内で、第4部材24の移動を可能にしている。すなわち、第2固定部材26を緩めた場合に、第4部材24は、第3部材23に対して移動可能である。
第3部材23および第4部材24は、第2固定部材26によって互いに固定される前において、第3部材23はY方向に移動可能である。また、第4部材24は、X方向およびY方向に移動可能である。これによって、太陽電池モジュール3の位置合わせをXY方向で微調整することができる。
また、押圧固定部24dは、第3部材23の載置部23gと協働して、太陽電池モジュール3のフレーム12を挟持する部分である。
なお、第4部材24も、第1部材21と同様の材質、加工方法で製造することができる。
<第1固定部材>
第1固定部材25は、例えば、ボルト25aおよび雌ネジ部材25b等で構成されている。ボルト25aは、第1長穴21eおよび第2貫通孔22eを貫通して、雌ネジ部材25bに固定される。これによって、第1固定部材25を緩めた状態で、第2部材22がZ方向に移動可能となる。第1固定部材25には、ステンレスまたは溶融亜鉛メッキを施した鉄鋼などを用いてもよい。これにより、耐食性が向上する。また、雌ネジ部材26bは、例えば、プレス加工またはタップ加工によって製造できる。
<第2固定部材>
第2固定部材26は、例えば、ボルト26aおよび雌ネジ部材26b等で構成されている。ボルト26aは、長穴24bおよびボルト孔23hを貫通して、第2部材22の開口部22bよりも内側で雌ネジ部材26bに固定される。これによって、第2固定部材26を緩めた状態で、第3部材23が第2部材22の長手方向(Y方向)に沿って移動可能となる。また、第4部材24は、第3部材23の長手方向(X方向)に沿って移動可能となる。なお、第2固定部材26は、第1固定部材25と同様の材質および加工方法で製造できる。
<ネジ>
ネジ27は、第1部材21の第1貫通孔21bを挿通して、第1部材21を基体2に固定する働きをする。ネジ27としては、例えば、ステンレスまたは溶融亜鉛メッキをした鉄鋼といった材料を用いるとよい。
<粘着部材>
粘着部材28は、第1部材21の底部21aに貼り付けて用いられ、第1部材21を基体2に固定したときに、ネジ27の固定部の周囲を雨水または湿気等から保護する働きをする。粘着部材28としては、粘着性を有する部材、例えば、シリコンシーラント、またはブチルなどのシートを短冊状に切り出して得られるものを用いることができる。
<施工方法>
次に、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイ1の施工手順を説明する。
まず、基体2にインクなどで、取付部材4を設置する予定の位置に目印を付ける。次いで、第1部材21を、上記目印に合わせて粘着部材28で接着し、ネジ27を用いて基体2に固定する。
次に、第1部材21および第2部材22を第1固定部材25で緩く固定する。次いで、第2部材22、第3部材23および第4部材24を第2固定部材26で緩く固定する。次に、第1部材21の底部21aに粘着部材28を貼り付けて取付部材4を組み立てる。このとき、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの嵌合は、第2部材22の第1部材21に対する高さが最も低くなる位置でなされるとよい。
次に、基体2の傾斜方向に直交する方向(X方向)の、各列の両端に位置する取付部材4の間に水糸を張る。この水糸を基準の高さとして、各列に配置される他の取付部材4の高さの調整を行う。
以下、取付部材4における第3部材23の載置部23gの高さを調整する手順を、図5を用いて詳細に説明する。
<高さの調整方法>
まず、図5(a)に示す取付部材4の第1固定部材25を緩めて、図5(b)に示すように、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの嵌合を外す。次に、第2部材22の位置(Z方向における位置)を上方にずらして、第2部材22の高さの調整を行う。
これにより、図5(b)に示すように、第1固定部材25を第1貫通孔21eから抜き取ることなく、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとの嵌合を外すことができる。以上より、本実施形態によれば、第1部材22から第2部材23を引き抜くことなく、固定部材(第1固定部材25)を緩めることで、対応する嵌合部同士の嵌合を外して取付部材4の高さを調整できる。
また、本実施形態においては、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dが凹凸形状であるため、第1固定部材25を素手で軽く締めた場合であっても、第2部材22をZ方向に対して仮止めできる。これにより、高さ方向の調整作業が容易となる。
次いで、図5(c)に示すように、所望の高さ位置で、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとを嵌合させた後、第1固定部材25によって第2部材22を第1部材21に固定する。
本実施形態に係る取付部材4であれば、屋根上などの比較的作業しにくい傾斜面の上であっても、取付部材4の高さを容易に調整することができる。これにより、太陽電池アレイ1の施工の作業時間を短縮できる。
<XY方向の調整方法>
次に、XY方向における第3部材23および第4部材24の固定位置を調整する手順を、図6を用いて詳細に説明する。
図6(a)に示すように、基体2の軒側から数えて1列目の取付部材4aの第2固定部材26を用いて、第2部材22、第3部材23および第4部材24の位置を固定する。このとき、第4部材24がX方向に隣接する太陽電池モジュール3の間にくるように(図1(c)参照)調整する。次に、押圧固定部24dと載置部23gの間に、太陽電池モジュール3aの軒側のフレーム12を挿し込む。
このとき、太陽電池モジュール3aの軒側のフレーム12を挟持する押圧固定部24dと載置部23gとの間隔を、軒側のフレーム12よりも僅かに大きくしてもよい。これにより、第2固定部材26を緩めることなく、太陽電池モジュール3aを挿し込むことができる。
次に、図6(b)に示すように、太陽電池モジュール3aを基体2に向けて倒して、2列目の取付部材4bの載置部23gに太陽電池モジュール3aのフレーム12を載せる。
次いで、図6(c)に示すように、2列目の取付部材4bの第3部材23を軒側に向かってY方向に移動しつつ、X方向の位置を調整して隣接する太陽電池モジュール3との間に来るように位置合わせする。次に、太陽電池モジュール3aの棟側を取付部材4bの押圧固定部24dと載置部23gとの間で挟持する。
次に、2列目の取付部材4bの第2固定部材26を強く締めることによって、取付部材4bで太陽電池モジュール3aの棟側を固定する。
以下、2列目以降の太陽電池モジュール3の設置は、1列目の太陽電池モジュール3の設置方法と同様であるため省略する(図6(d)参照)。
このように、本実施形態によれば、太陽電池モジュール3を第2部材22の上に載置し、第3部材23および第4部材24をY方向に移動させた後で、第2固定部材26を締め付けて、太陽電池モジュール3を取付部材4に固定できる。これにより、作業者が太陽電池モジュール3の上に乗ることなく、太陽電池モジュール3を取付部材4に固定できる。これにより、太陽電池モジュール3aの太陽電池素子17の損傷が低減される。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材42は、図7に示すように、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの構成において、第1実施形態と相違する。
より具体的には、図7に示すように、第1部材21の第1壁部21cは、第1主面21k1に、第1嵌合部21dとして、複数の突起部212dを有している。この複数の突起部212dは、高さ方向(Z方向)に沿って配列されている。そして、第2部材22の第2壁部22cは、第2嵌合部22dとして、第1主面22k1および第2主面22k2を貫通する複数の孔部222dを有している。複数の突起部212dは、高さ方向(Z方向)に沿って配列されており、各々、複数の孔部222dに対応して、各壁部に設けられている。すなわち、突起部212dの数と、孔部222dの数は等しく、隣り合う突起部212dの間の距離と、隣り合う孔部222dの間の距離は略同じである。そして、各突起部212dは、孔部222dと嵌合可能である。
このように第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dは、互いに嵌合可能な突起部および孔部の組み合わせであってもよい。このような形態によれば、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとの嵌合力が高まる。すなわち、Z方向における取付部材4の自重に対する支持力が高まる。このような突起部の大きさとしては、例えば、X方向における高さが2〜5mm、Y方向における幅が3〜7mmであればよい。また、突起部の形状は、例えば、四角柱状、円柱状等であればよい。
なお、本実施形態においては、第1壁部21cに孔部が設けられ、第2壁部22cに孔部と嵌合可能な突起部が設けられている形態であってもよい。
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材43は、図8に示すように、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの構成において、第1実施形態と相違する。
より具体的には、本実施形態に係る太陽電池アレイは、図8に示すように、第1部材21の第1壁部21cは、第1嵌合部21dとして、第1主面21k1に鉤部213dを有している。鉤部213dは、第1主面21k1から、対応する第2壁部22cの第2主面22k2に向かって突出している。そして、第2部材22の第2壁部22cは、第2嵌合部22dとして、第2主面22k2に貫通部223dを有している。貫通部223dは、鉤部213dに対応するとともに、高さ方向(Z方向)に沿って延びている。この貫通部223dは、高さ方向に配列された複数の係合領域223d1を有している。鉤部213dは、この係合領域223d1に嵌合する。
このような構成により、第2部材22をX方向に大きくずらすことなく、第2部材22が第1部材21と摺動可能な程度に第1固定部材25を緩めることで、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとの嵌合を外すことができる。これにより、施工性がさらに向上する。
また、第1嵌合部21dが鉤状であることから、第2部材22のX方向への移動を拘束することができるとともに、高さを調整する工程における第1部材21と第2部材との仮止めの安定性を高めることができる。その結果、太陽電池アレイの設置後の強度を高めることができる。
<第4実施形態>
次に、図9および図10を用いて、本発明の第4実施形態に係る太陽電池アレイについて、詳細に説明する。
本実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材44は、図9に示すように、レール部材29を有している。レール部材29は、第1部材21の下方に配置される。このように、本実施形態においては、第1部材21が基体2に直接固定されていない。すなわち、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dは、第1実施形態のように、取付部材4のうち基体2に対して最下部と、最下部から数えて2番目に位置する部材に設けられなくてもよい。本実施形態のように、第1嵌合部21dおよび第2嵌合部22dの位置を第1実施形態と異なる位置に変更しても、上述の効果を得ることができる。
加えて、本実施形態においては、第1実施形態と同様に、第1部材21の第1壁部21cに、高さ方向(Z方向)に細長い第1長穴21eが設けられている。さらに、本実施形態においては、図9(a)に示すように、第1長穴21eを有する第1部材21の第1壁部21cに対応する第2部材22の第2壁部22cに、X方向に細長い第2長穴22hが設けられている。これによって、第1固定部材25の操作によって、第2部材22はX方向とZ方向における位置の調整を容易に行なうことができる。
さらに、第1部材21は、底部21aにレール部材29と係合する案内部21fを有する。案内部21fは、図9(a)に示すように、例えば、底部21aに、レール部材29の幅方向(X方向)における寸法と略同じ寸法を有する切欠き部を形成する形態であればよい。これによって、レール部材29上を第1部材21がY方向に移動できるため、第1部材21の位置の調整を行なうことができる。
また、第2部材22は、上部22aに第1実施形態における第4部材24に相当する構造を有する。本実施形態における第2部材22は、一対の第2側部22iと、この一対の第2側部22iから張り出した第2押圧固定部22jとを有している。第2部材22は、図10(a)に示すように、一方の第2側部22iが上部22aと接合されている。また、第2部材22は、他方の第2側部22iが上部22aと離れている。また、第2部材22の一対の第2側部22iのうち、上部22aと接合されている第2側部22iは、軒側に配置されている。また、上部22aから離れている第2側部22iは、棟側に配置されている。
このとき、第1実施形態と同様に、太陽電池モジュール3は、上部22aと第2側部22iとの間に挿入される。したがって、本実施形態においては、上部22aのうち、一対の第2側部22iの外側に位置する部分が、太陽電池モジュール3の支持面22gとして機能する。
<施工方法>
以下、本実施形態における施工方法について、図10を用いて説明する。
まず、図10(a)に示すように、第2押圧固定部22jと支持面22gの間に、太陽電池モジュール3aの軒側のフレーム12を挿し込む。このとき、太陽電池モジュール3aの軒側のフレーム12を挟む第2押圧固定部22jと支持面22gとの間隔は、太陽電池モジュール3aのフレーム12の高さ方向における寸法よりも僅かに大きくすればよい。この場合、太陽電池モジュール3をスムーズに挿し込むことができる。
次に、図10(b)に示すように、第2固定部材26を締める。このとき、第2押圧固定部22jが、第2側部22iと支持面22gとの間が離れている側(軒側)に撓んで傾斜し、太陽電池モジュール3aのフレーム12を挟みこんで固定する。
次いで、図10(c)に示すように、太陽電池モジュール3bの棟側のフレーム12を第2部材22の第2押圧固定部22jと支持面22gとの間に挿入する。このとき、上述したように、第2押圧固定部22jは、第2固定部材26の締め込みによって太陽電池モジュール3aの側(軒側)に傾斜している。これにより、第2押圧固定部22jと支持面22gとの間隔は、太陽電池モジュール3bのフレーム12の高さ方向における寸法よりも大きい。そのため、太陽電池モジュール3bを容易に挿入することができる。これによって、第1実施形態と同様に、太陽電池モジュール3の上に作業者が乗ることなく施工を行なうことができる。
また、本実施形態においては、図10に示すように、第1嵌合部21dの第1主面21k1および第2嵌合部22dの第2主面22k2は、基体2の傾斜方向に対して垂直な方向に位置している。このように取付部材4が基体2に配置されることで、取付部材4にかかる太陽電池モジュール3の自重を、第1嵌合部21dと第2嵌合部22dとの嵌合力の強化に利用することができる。
<第5実施形態>
本実施形態に係る太陽電池アレイに用いられる取付部材45は、図11および図12に示すように、第1実施形態に係る取付部材4が有する第3部材23および第4部材24の代わりに、第5部材30を有している。取付部材45は、図11に示すように、第1実施形態における第3部材23および第4部材24が一体化されたような第5部材30を有している。
第5部材30は、X方向に沿って細長い部材である。X方向における第5部材30の寸法は、X方向における太陽電池モジュール3の寸法以上であればよい。このような形状により、1つの第5部材30によって、X方向に配列された複数の太陽電池モジュール3を固定することができる。
第5部材30は、図11および図12に示すように、第1部材21の底部21aに略平行な一対の板部に挟まれた空隙部30aを有している。そのため、第5部材30は、一対の第3押圧固定部30bおよび一対の第3支持面30cを有している。このとき、第5部材30は、一方の板部に一対の第3押圧固定部30bが接合され、他方の板部に一対の第3支持面30cが接合されている。
本実施形態においては、このような空隙部30aを有する第5部材30を第2固定部材26で締めることで、軒側に配置された太陽電池モジュール3aのフレーム12を挟む力が高まる。
<施工方法>
以下、本実施形態における施工方法について、図12を用いて説明する。
図12(a)に示すように、第3押圧固定部30bと第3支持面30cとの間に、太陽電池モジュール3の棟側のフレーム12を挿し込む。
このとき、太陽電池モジュール3aの棟側のフレーム12を挟みこんでいある第3押圧固定部30bと第3支持面30cとの間隔は、太陽電池モジュール3aのフレーム12の高さ方向における寸法よりも僅かに大きくすればよい。これにより、第2固定部材26を緩めることなく、太陽電池モジュール3を挿し込むことができる。
次に、図12(b)に示すように、第2固定部材26を締め込む。このとき、第3押圧固定部30bが、空隙部30aが開口している側(軒側)に撓むことによって、太陽電池モジュール3aのフレーム12を挟んで固定できるようになる。
そして、図12(c)に示すように、太陽電池モジュール3bの軒側のフレーム12を取付部材45の第3押圧固定部30bと第3支持面30cとの間に挿入する。このとき、第3押圧固定部30bは、太陽電池モジュール3aの側(軒側)に傾斜していることから、第3押圧固定部30bと第3支持面30cとの間隔は、太陽電池モジュール3bのフレーム12の高さ方向における寸法よりも大きい。これにより、太陽電池モジュール3bのフレーム12を容易に挿入することができる。その結果、本実施形態においても、太陽電池モジュール3の上に作業者が乗ることなく容易に施工を行なうことができる。
なお、本発明を適用できる太陽電池モジュール3としては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造のものに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造、サブストレート構造などの種々の構造の太陽電池モジュールに適用可能である。
また、本発明の太陽電池アレイ1は、傾斜した設置面だけでなく水平な設置面にも設置可能である。
以上、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
1:太陽電池アレイ
2:基体
2a:葺板
2b:野地板
2c:垂木
3、3a、3b:太陽電池モジュール
4、42、43、44、45:取付部材
11:太陽電池パネル
11a:前面
11b:背面
12:フレーム
13:裏面保護部材
14:透光性基板
15:充填材
16:インナーリード
17:太陽電池素子
18:端子ボックス
21:第1部材
21a:底部
21b:第1貫通孔
21c: 第1壁部
21d、211d、212d、213d:第1嵌合部
211d1:曲面部
211d2:平面部
21e:第1長穴
21f:案内部
21k:主面
21k1:第1主面
21k2:第2主面
22:第2部材
22a:上部
22b:開口部
22c:第2壁部
22d、221d、222d、223d:第2嵌合部
221d1:曲面部
221d2:平面部
223d1:係合領域
22e:第2貫通孔
22f:突起
22g:支持面
22h:第2長穴
22i:第2側部
22j:第2押圧固定部
22k:主面
22k1:第1主面
22k2:第2主面
23:第3部材
23a:第1主面
23b:第1フィン
23d:第2主面
23e:第2フィン
23g:載置部
23h:ボルト孔
24:第4部材
24a:上面部
24b:第3長穴
24c:側壁部
24d:押圧固定部
25:第1固定部材
25a:ボルト
25b:雌ネジ部材
26:第2固定部材
26a:ボルト
26b:雌ネジ部材
27:ネジ
28:粘着部材
29:レール部材
30:第5部材
30a:空隙部
30b:第3押圧固定部
30c:第3支持面

Claims (11)

  1. 底部および該底部から上方に向かって設けられた2つの第1壁部を有する第1部材と、該第1部材の上方に位置しており、前記底部に対応する上部および該上部から下方に向かって設けられた2つの第2壁部を有する第2部材と、
    前記第1部材に前記第2部材を固定する固定部材とを有し、
    2つの前記第1壁部と2つの前記第2壁部とは、1つの前記第1壁部の主面と対応する1つの前記第2壁部の主面とを、および他の1つの前記第1壁部の主面と対応する他の1つの前記第2壁部の主面とを対向させて交互に配置されており、
    前記第1壁部は、対応する前記第2壁部と対向する主面に第1嵌合部を有し、
    前記第2壁部は、対応する前記第1壁部と対向する主面に、前記第1嵌合部と嵌合する第2嵌合部を有しているとともに、
    該第2嵌合部は、前記第1嵌合部に対して、前記第1部材の高さ方向において複数の位置で嵌合可能である、取付部材。
  2. 前記固定部材は、対応する1つの前記第1壁部と前記第2壁部とを、または対応する他の1つの前記第1壁部と前記第2壁部とを固定する、請求項1に記載の取付部材。
  3. 前記固定部材によって固定される前記第1壁部および前記第2壁部の少なくとも一方は、前記高さ方向に細長い第1長穴を有しており、
    前記固定部材は、前記第1長穴に挿通されて前記第1壁部と前記第2壁部とを固定する、請求項2に記載の取付部材。
  4. 前記第1嵌合部は、第1セレーションであり、
    前記第2嵌合部は、前記第1セレーションに対して前記高さ方向において複数の位置で嵌合可能な第2セレーションである、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の取付部材。
  5. 前記第1セレーションと前記第2セレーションとは、それぞれ前記底部に略平行な複数の水平面部と該水平面部間を接続する曲面部とを有する、請求項4に記載の取付部材。
  6. 前記第1嵌合部および前記第2嵌合部のうちの一方は、前記主面から突出しているとともに前記高さ方向に沿って配列された複数の突起部を有しており、
    前記第1嵌合部および前記第2嵌合部のうちの他方は、前記主面に前記突起部に対応する複数の孔部を有している、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の取付部材。
  7. 前記第1嵌合部および前記第2嵌合部のうちの一方は、前記主面から突出している鉤部を有し、
    前記第1嵌合部および前記第2嵌合部のうちの他方は、前記主面に、前記鉤部に対応するとともに前記高さ方向に延びている貫通部を有しており、
    該貫通部は、前記高さ方向に沿って配列された、前記鉤部が係合可能な複数の係合領域を有している、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の取付部材。
  8. 前記固定部材によって固定される対応する前記第1壁部および前記第2壁部の少なくとも一方は、前記底部および前記上部に平行な方向に細長い第2長穴を有している、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の取付部材。
  9. 一方向に沿って、互いに重ならないように配列された複数の太陽電池モジュールと、
    該複数の太陽電池モジュールのうち、前記一方向に隣接する2つの前記太陽電池モジュールの間に配置された、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の取付部材とを有している、太陽電池アレイ。
  10. 前記取付部材は、前記上部で前記太陽電池モジュールを直接に支持している、請求項9に記載の太陽電池アレイ。
  11. 前記取付部材は、隣り合う前記太陽電池モジュールの角部間に配置されている、請求項9または請求項10に記載の太陽電池アレイ。
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