JP5465881B2

JP5465881B2 - 支持体付き光起電（ｐｖ）モジュールアセンブリ

Info

Publication number: JP5465881B2
Application number: JP2008548836A
Authority: JP
Inventors: マスコロ，ジャンルイジ; タッガート，デヴィッド，エフ; ボトキン，ジョナサン，ディ; エジェット，クリストファー，エス
Original assignee: サンパワー・コーポレイション，システムズ
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2009522473A; JP5623458B2; EP1969640A4; AU2011200456B2; EP1969640B1; KR20080089367A; US8558101B2; EP1969640A2; CN101351895A; AU2011200456A1; JP2012162979A; WO2007079382A2; AU2006332511B2; US20070144575A1; KR101352234B1; AU2006332511A1; CN101351895B; WO2007079382A3

Description

州および連邦に支援された研究又は開発に関する記述
本発明は、合衆国エネルギー省によって与えられた契約番号ＤＥ−ＡＣ３６−９９ＧＯ１０３３７に基づく国庫補助を受けてなされた。政府は本発明について一定の権利を有する。また本発明は、カリフォルニア州エネルギー委員会契約番号５００−００−０３４に基づくカリフォルニア州の支援で行われた。エネルギー委員会は本発明について一定の権利を有する。

発明の背景
建物の屋根その他の支持面に取り付けた、光起電（ＰＶ）アセンブリの配列を横切って移動する空気は、ＰＶアセンブリに対する風揚力を生成する。風揚力を最小限にするために、ＰＶアセンブリの配列の設計および評価について多くの研究が行われている。米国特許第５，３１６，５９２号、米国特許第５，５０５，７８８号、米国特許第５，７４６，８３９号、米国特許第６，０６１，９７８号、米国特許第６，１４８，５７０号、米国特許第６，４９５，７５０号、米国特許第６，５３４，７０３号、米国特許第６，５０１，０１３号および米国特許第６，５７０，０８４号を参照。風揚力の低減には、いくつかの有利な点がある。第１に、配列の単位面積当たりの必要重量が低減する。これは、配列の重みを支持するために支持面を強化する必要性を低減ないし排除し、したがって改装をより簡単にし、改装と新設の両方のコストを下げる。第２に、屋根の膜（又は他の支持面）に孔をあけるファスナの使用の必要性を低減ないし排除し、これにより膜の強度を維持するのを助ける。第３に、その減少した重量のために、アセンブリを搬送し設置するコストが低下する。第４に、軽量のＰＶアセンブリは、風揚力に対抗するために重いバラストのウェイトに依存するアセンブリよりも取り付けが簡単である。第５に、適切に設計された場合、アセンブリは屋根膜又は支持面をおおう保護層として役立ち、最高最低気温と紫外線から保護することができる。

米国特許第５，３１６，５９２号米国特許第５，５０５，７８８号米国特許第５，７４６，８３９号米国特許第６，０６１，９７８号米国特許第６，１４８，５７０号米国特許第６，４９５，７５０号米国特許第６，５３４，７０３号米国特許第６，５０１，０１３号米国特許第６，５７０，０８４号

発明の概要
支持体付き（supported）光起電ＰＶアセンブリの一実施形態は、ＰＶパネルを有するＰＶモジュールと、複数のＰＶモジュール支持アセンブリとを備える。少なくとも一部のＰＶモジュール支持アセンブリが、基部と、この基部から延びるモジュール支持体とを備える。前記モジュール支持体が、モジュールを支持する支持面と、ＰＶモジュールと係合しこれをモジュール支持体上に適切に位置決めするモジュール係合部材（module registration member）と、前記基部又はモジュール支持体のうち少なくとも一方にＰＶモジュールを固定する取付け部材とを備える。いくつかの実施形態では、前記ＰＶモジュールがその角に外面を備え、前記モジュール支持体が、前記角において、ＰＶモジュールの前記外面のみと係合するＰＶモジュール係合部材を備える。

支持体付きＰＶアセンブリの別の実施形態は、ＰＶパネルを有するＰＶモジュールと、複数のＰＶモジュール支持アセンブリとを備える。少なくとも一部のＰＶモジュール支持アセンブリが、基部にＰＶモジュールを固定するモジュール支持体と、前記基部の下面に設けた支持パッドと、前記基部に前記支持パッドを固定する熱膨張収縮移動許容ジョイントとを備える。この熱膨張収縮移動許容ジョイントは、前記基部の下面に平行な少なくとも一つの方向における前記基部と支持パッドの間の相対移動を許容する。

支持体付きＰＶアセンブリのさらに別の実施形態は、ＰＶモジュールに固定された複数のＰＶモジュール支持体を備え、これはＰＶモジュールを水平方向に対し傾斜させて載置することによって、ＰＶモジュールに下方の南縁および上方の北縁を設ける。風デフレクタが、ＰＶモジュールの上方の北縁に対向して連結される。バラストが、ＰＶモジュール支持体又は風デフレクタのうち少なくとも一方に固定される。このバラストは、例えば、風デフレクタの内面の下方に固定することができる。

ＰＶ設備の一実施形態は、ＰＶモジュールの配列と、第１、第２、第３および第４のＰＶモジュールの第１、第２、第３および第４の角それぞれに固定されたＰＶモジュール支持アセンブリとを備える。前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、ＰＶモジュールの配列を支持面の形状に追従可能にするためにＰＶモジュールが互いに対し撓曲することを許容しながら、隣接した角の水平方向の分離を防止するよう構成されている。いくつかの実施形態では、前記ＰＶモジュール支持アセンブリが、前記角におけるＰＶモジュールの外面のみと係合するＰＶモジュール係合部材を備える。

ＰＶ設備の別の実施形態は、ＰＶモジュールの複数の行（rows）および複数の列（columns）からなるＰＶモジュールの配列を備え、前記ＰＶモジュールは互いに隣接した第１、第２、第３および第４の角を有する。このＰＶ設備は、さらに、隣接したＰＶモジュールの第１、第２、第３および第４の角に固定されるＰＶモジュール支持アセンブリを備える。行安定化部材（row stabilizing members）が、前記複数の行のうち少なくとも第１および第２行に沿ってＰＶモジュール支持アセンブリを互いに接続する。列安定化部材（column stabilizing members）が、前記複数の列のうち少なくとも第１および第２列に沿ってＰＶモジュール支持アセンブリを互いに接続する。いくつかの実施形態では、行安定化部材が剛性部材からなる。いくつかの実施形態では、列安定化部材は引張り状態に設けたフレキシブル部材からなる。

ＰＶ設備のさらに別の実施形態は、支持面に取り付けられ、ＰＶモジュールの第１および第２列を含むＰＶモジュール配列を備える。ＰＶモジュールの第１列の上方の北縁が、ＰＶモジュールの第２列の下方の南縁に対向して位置する。ＰＶモジュール支持アセンブリが前記ＰＶモジュールの第１列の上方の北縁とＰＶモジュールの第２列の下方の南縁それぞれに固定され、上方の北縁が下方の南縁よりも前記支持面から離間して位置するように構成される。第１および第４のＰＶモジュールの上方の北縁に対向する、少なくとも一つのＰＶモジュール支持アセンブリに風デフレクタが固定される。前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、ＰＶモジュールの配列を支持面の形状に追従可能にするためにＰＶモジュール支持アセンブリが互いに対し撓曲することを許しながら、第１および第２列のＰＶアセンブリの、互いからの水平方向の分離を防止するよう構成されている。

支持面上にＰＶモジュールを取り付ける方法の一例は、以下のように実施される。ＰＶモジュール係合部材を備えた、ＰＶモジュール支持体を選択する。支持面上の選択した箇所に、ＰＶモジュール支持体を位置決めする。ＰＶモジュールを、１セットのＰＶモジュール支持体に位置合わせする。ＰＶモジュール係合部材によってＰＶモジュールを案内し、前記１セットのＰＶモジュール支持体に係合させる。前記１セットのＰＶモジュール支持体に、取付け部材によってＰＶモジュールを固定する。いくつかの実施形態では、ＰＶモジュールを固定するステップの後に、ＰＶモジュール支持体に風デフレクタを固定する。風デフレクタの内面には、例えば当該内面に沿ってバラストを横方向に滑らせることによって、バラストを取り付けてもよい。

本発明の一つの特徴からは、最小限の数の部品と簡単な工具と最短の設置工程によって、屋根に孔をあけることなく、屋根その他の支持面に直接取り付けることができる比較的軽量のＰＶアセンブリ（典型的には１平方フィート当たり約２〜４ポンド、すなわち１平方メートル当たり約９．７６〜１９．５２キログラム）を設計したことから得られる利点が多いことが分かる。本発明の別の特徴からは、支持面の上の適当な位置に軽量ＰＶモジュール支持アセンブリの配列を置き、次に簡単な取付け部材を用いて支持アセンブリにＰＶモジュールを直接取り付けることにより、得られる利点も多いことが分かる。いくつかの実施形態によれば、側部（東西向き）および後部（北向き）の風デフレクタも支持アセンブリに直接取り付けられる。支持アセンブリの適切な設計によって、支持アセンブリとＰＶモジュールとは、必要取扱量を制限するために、分離状態でユーザに配送することができる。これは複数の支持アセンブリの必要配送回数を減らす助けになり、これによってコストが低減し、搬送時の二酸化炭素排出量も減少する。いくつかの実施形態からは、さらに、ＰＶモジュールが取付け部材によって、機械的に連結されると同時に電気的に接地されるという利点も生じる。本発明は主としてチルト又は傾斜したＰＶアセンブリとして使用するように設計されているが、平坦な又は水平姿勢のＰＶアセンブリとしても使用することができる。

本発明の種々の特徴および有利な点は、添付図面を参照しながら好適実施形態を詳細に記載した以下の説明から明らかになろう。

発明の詳細な説明
本発明の以下の説明は、特定の構造の実施形態および方法に関する代表的なものについて行うにすぎない。本発明を具体的に開示された実施形態に限定する意図はなく、他の特徴、構成要素、方法又は実施形態を使用しても本発明が実施可能なことを理解するべきである。好適実施形態は本発明を例示するために説明されるのであって、本発明の権利範囲を限定するものではなく、権利範囲は特許請求の範囲に記載されている。当業者ならば、以下の説明に基づいて種々の均等なバリエーションを認識するであろう。種々の実施形態中の同様の構成要素については、同様の参照符号によって共通の名称を使用する。

図１および図２に開示されたＰＶ設備２１０は、傾斜したＰＶモジュール２１４の配列２１２を含む。ＰＶモジュール２１４を支持し、かつ隣接したＰＶモジュールを互いに固定するために、支持体２２２が用いられる（図３も参照）。各支持体２２２は、基部２７０と、上方へ延びる上縁支持アーム２７２と、適度に傾斜した下縁支持アーム２７４とを備える。各支持アーム２７２、２７４からは孔付きタブ２７６、２７８が延設され、これらはＰＶモジュール２１４の上下縁２４２、２４０でＰＶモジュール２１４を支持するために使用される（図４および図６も参照）。傾斜したＰＶモジュール２１４は通常、太陽に向かうように方向付けられる。すなわち、北半球では、下縁２４０が下部の南側の縁、上縁２４２が上部の北側の縁と考えてよい。南半球では、下縁２４０が下部の北側の縁、上縁２４２が上部の南側の縁と考えてよい。

図９は、ファスナ２８０によって、２つの隣接したＰＶモジュール２１４の上縁２４２を、上部の支持アーム２７２の孔付きタブ２７６と、２つの隣接した（わずかにオーバーラップする）後部エアデフレクタ２４８のオーバーラップする孔付きタブ２８２とに固定するのを示す。ファスナ２８０は、タブ２７６に固定されこの２７６タブから外側に延びるねじ切りスタッド２８４と、内部ナット２８８によってタブ２７６側に押し込まれる接地クリップ２８６とを含む。隣接したＰＶモジュール２１４の各々の金属部分が、クリップ２８６とタブ２７６の間で保持される。後部エアデフレクタ２４８の孔付きタブ２８２は、外側の鍔付きナット２９０と内部ナット２８８の間で保持される。後部エアデフレクタ２４８の下縁２５６には、支持体２２２の基部２７０に形成されたスロット２９２と係合するタブが設けられる。ＰＶモジュール２１４の下縁２４０を支持体２２２に固定するためにはタブ２７８とファスナ２８０に似たファスナとが使用されるが、このファスナは、タブ２７８から延びるスタッドと、接地クリップとナットとから構成されている。ただし、他の取付構造を使用してもよい。

図１〜図１０の実施形態では、ＰＶモジュールの各列内のＰＶモジュール２１４は互いに近接しているが、それらの間には小さなエアギャップができている。ただし、側部エアデフレクタ２６２が、配列２１２の側縁に沿ってＰＶモジュール２１４に固定される。この側部エアデフレクタ２６２には内方に延びるスロット付きタブ２９１が設けられ、これは、ＰＶモジュール２１４の上下縁２４０、２４２に沿ったファスナに係合される。側部エアデフレクタ２６２とＰＶモジュール２１４の隣接縁との間にはエアギャップ２３０が形成される。後部エアデフレクタ２４８と側部エアデフレクタ２６２の使用は、傾斜したＰＶモジュール２１４に対する風揚力を低減するのに重要である。

支持体２２２は、典型的には曲げ金属支持体であり、これは例えばシートメタル、曲げアルミニウム、押出アルミニウム、ステンレススチールその他の金属製である。ただし、支持体２２２を、プラスチック、コンクリート、ファイバーグラスその他の材料で作製してもよい。支持体２２２はさらに、典型的にはゴムその他の適切な材製であって、基部２７０に接着された保護パッド２９３も含む。このパッド２９３はアセンブリのオプション部品ではあるが、支持面２１６を引っ掻いたこと等に起因してＰＶモジュール２１４の配列２１２が損傷することを防止するのに役立つ。図１０に示すように、ＰＶモジュール２１４の隣接した列には、列間に通路２９４を設けるために十分な間隔を置くことができる。

図１１に開示された別実施形態においては、延長型側部エアデフレクタ２６２Ａを採用している（この延長型側部エアデフレクタ２６２Ａでは、符号２９６の箇所に多少オーバーラップができる）。このような側部エアデフレクタの使用によって、配列２１２を囲むために縁材（curb）その他の外周バリヤを使用する必要性をなくすことができる。

図１２に示すさらに別の実施形態では、側部エアデフレクタが、傾斜した側部エアデフレクタ２６２Ｂである。このような傾斜型側部エアデフレクタは現時点では好適と考えられるが、鉛直型の側部エアデフレクタよりも通常、製造面での問題が大きい。

以上開示した実施形態は、従来のＰＶモジュールの使用を開示している。所望の場合には、ＰＶモジュールは集光型のものでもよい。集光型のＰＶモジュールでは通常、ＰＶ基板が受ける光の強度を高めるために、ＰＶ基板の上方にレンズその他の集光体の配列が設けられている。これにより、非集光型のＰＶ基板との比較では、ＰＶ基板においてアクティブ発電エリアが占める割合を減少させることが可能になる。これは、より効率的な発電材料をＰＶ基板上で使用した場合の費用効率を高める助けになる。

図１３〜図１６には、本発明の別の特徴構成が開示されている。支持体付きＰＶアセンブリ３０２は、ＰＶモジュール支持アセンブリ３０６に支持されるＰＶモジュール３０４を含む。ＰＶアセンブリ３０２がチルトつまり傾斜したＰＶアセンブリである場合には、望ましくは、後部又は北側のエアデフレクタ３０８を支持アセンブリ３０６に取り付けられて設け、このエアデフレクタ３０８の上縁３１０をＰＶモジュール３０４の北側又は上部の縁３１２の近傍に、ただし間隔をあけて位置させる。支持アセンブリ３０６は、一つの列のＰＶモジュール３０４の北縁３１２と、その隣接列のＰＶモジュール３０４の南縁３１４とを支持するように構成される。

支持アセンブリ３０６は北縁モジュール支持体３１６を備え、この北縁モジュール支持体３１６は、北縁取付け部材３２２によってＰＶモジュール３０４の北東角３１８と北西角３２０に固定される。北縁モジュール支持体３１６はさらに、支持アーム３２５の上端に支持面３２４を備え、そこに角３１８、３２０が載置される。北縁モジュール支持体３１６はさらにモジュール係合部材（module registration members）３２６、３２８を備え、これらモジュール係合部材３２６、３２８は、支持体３１６上に垂直に下降するＰＶモジュール３０４と係合し、ＰＶモジュール３０４を支持体３１６との適切な係合へ案内するのを助けるように構成された。特に、傾斜付きのモジュール係合部材３２６は、ＰＶモジュール３０４が垂直に下降した際にその北縁３１２と係合し、南北方向の適切な位置決め確保を助けることができる。東西方向の適切な位置決めへのアシストについては、支持面３２４から上方へ延びるねじ切りスタッド３３０をＰＶモジュール３０４の側縁３３２から短い間隔を置いて設けた状態で、ＰＶモジュール３０４の下面の適当な開口又は凹部にモジュール係合部材３２８を位置決めすることによって行われる。

ＰＶモジュール３０４は、金属フレーム３３６に囲まれたＰＶパネル３３４を含む。取付け部材３２２に形成した歯３３８が金属フレーム３３６と係合して良好な電気的接触をすることによって、ＰＶモジュール３０４と支持アセンブリ３０６の間に良好な接地を提供する。いくつかの実施形態では、フレームなしのＰＶモジュールを使用してもよい。ただし、フレームなしのＰＶモジュールにした場合には、支持アセンブリ３０６との適切な機械的係合および接地のために、適当な取付け面を設ける必要があるだろう。

支持アセンブリ３０６は南側又は下縁モジュール支持体３４０を含み、これにより南縁取付け部材３４６を使用して、南東と南西の角３４２、３４４が支持アセンブリ３０６に固定される。この支持体３４０は支持アーム３２５の高さを除けば支持体３１６と同様であるため、同じ構成要素には同じ参照符号を付す。北縁および南縁の両取付け部材３２２、３４６は、ナット３４８とワッシャ３４９を用いて、それぞれのねじ切りスタッド３３０に固定される。

北縁取付け部材３２２はエアデフレクタ取付けアーム３５０を含み、そこから一対のねじ切りスタッド３５２が延びている。ねじ切りスタッド３５２は、エアデフレクタ３０８の上縁３１０の各端で横方向スロット３５４を貫通する。ナット３４８は、取付け部材３２２の取付けアーム３５０に上縁３１０を固定する。一対の孔付きタブ３５６は、エアデフレクタ３０８の下縁３５８から略水平に延びる。支持アセンブリ３０６の基部３６２から上方へ延びるねじ切りスタッド３６０は、孔付きタブ３５６の孔を貫通し、通常はナット３４８によって、エアデフレクタ３０８を支持アセンブリ３０６に固定可能にする。

図１７は、南縁モジュール支持体３４０のみを備えた支持アセンブリ３０６Ａを示す。支持アセンブリ３０６Ａは通常、ＰＶモジュール３０４の最南列に沿って使用される。支持アセンブリ３０６Ａは、例えば、一つ以上のＰＶモジュールが天窓或いは幅広の通路等のバリヤに隣接している場合にも使用することができる。図１７はさらに、エアデフレクタ３０８の下面に設置したバラスト３６４も示す。エアデフレクタ３０８の内面にはクリップ状のバラスト支持構造３６５が設けられ、ウィンドデフレクタの内面の下方にバラスト３６４を固定する。これによりバラスト３６４を、エアデフレクタ３０８に予め取り付けるか、或いは、エアデフレクタを支持構造３６５の間に横方向に差し込んで支持アセンブリ３０６に取り付けた後このエアデフレクタに取り付けることが可能になる。

図１８は、北縁モジュール支持体３１６のみを備えた支持アセンブリ３０６Ｂの使用を示す。支持アセンブリ３０６Ａと同様、支持アセンブリ３０６Ｂは、ＰＶモジュール３０４の最北列に沿って使用されるか、或いは一つ以上のＰＶモジュールが天窓或いは幅広の通路などのようなバリヤに隣接している場合に使用される。

図１９は、支持アセンブリ３０６Ｂの基部３６２の下面３６８の下方への、支持パッド３６６の取付けを示す。基部３６２には、一対のスロット３７０が貫通形成されている。スロット３７０は、略東西方向に配向されている。各支持パッド３６６は、中心から上方へ延びるねじ切りスタッド３７２を備えている。ワッシャ３４９を基部３６２の上面３７５に接当させるとともにブッシュ３７４をスロット３７０内に位置させた状態で、ねじ切りスタッド３７２をスロット３７０に通すと、ナット３４８、ワッシャ３４９およびブッシュ３７４によって支持パッド３６６が基部３６２に固定可能になる。この構成からできる、熱膨張収縮に基づいて移動可能にするジョイント３７６は、サーマルジョイントとも称され、基部３６２とパッド３６６とを互いに固定しつつも、基部３６２と支持体３１６とをスロット３７０に沿ってパッド３６６に対し相対移動を許容している。これにより、ＰＶモジュール３０４の列における種々の構成要素の熱膨張収縮に対する適応が可能になる。所望の場合には、支持アセンブリの全部又は一部に、南北方向等の他方向の熱膨張収縮に適応するサーマルジョイントを設けてもよい。さらに、支持面に平行な任意の方向の熱膨張収縮に適応するためにサーマルジョイントを設けてもよい。いずれの場合にも、サーマルジョイント３７６を設ければ、たとえＰＶモジュール３０４が熱膨張収縮によって動いても、パッド３６６が支持面上で摺動せずに位置保持可能になるため、支持面の不如意な摩耗防止に有用である。

支持アセンブリ３０６の使用は、ＰＶモジュール３０４の列に沿う熱膨張収縮に対する適応を付与する。ただし、支持アセンブリ３０６は、隣接支持アセンブリとの水平間隔を有効に作るように構成されているため、隣接したＰＶアセンブリ同士が水平方向に離間することは防止される。ただし、支持アセンブリ３０６は十分にフレキシブルなものであるため、ＰＶモジュール支持アセンブリが撓曲することによって、ＰＶモジュール３０４の配列は、支持面の平坦以外の形状にも追従可能になっている。隣接したＰＶモジュール３０４を相互連結したことによって、いずれかのＰＶモジュール３０４に対する一時的に強い風揚力が隣接ＰＶモジュールに分配され、風揚力への抵抗作用がアシストされる。

図２０は、ＰＶモジュール３０４の側縁３３２の近傍に、側部エアデフレクタ３８０、３８１を取付けたものを示す。側部エアデフレクタ３８０、３８１は、北側エアデフレクタ３０８と同様、支持アセンブリ３０６に取り付けられる。側部エアデフレクタ３８０、３８１は、側縁３３２に隣接して別のＰＶモジュール３０４を取り付けない場合に使用して、望ましくない風揚力の防止に役立てるものであるが、側縁３３２とエアデフレクタ３０８の側縁３８５との下方に形成された開放領域３８２、３８４を通って、風がＰＶモジュール３０４の下方を流れるのを防止するのにも役立つ。側部エアデフレクタ３８０、３８１は孔付きタブ３８６、３８８とスロット３９０を備え、これは南縁モジュール支持体３４０のねじ切りスタッド３３０と、支持アセンブリ３０６のねじ切りスタッド３６０と、取付け部材３２２のねじ切りスタッド３５２とに係合するように配置されている。側部エアデフレクタ３８０、３８１を適当な箇所に固定するために、ナット３４８とワッシャ３４９が適宜使用される。

図２１および図２２は、図２０の支持体付きＰＶアセンブリ３０２からなる、２つのアセンブリの単純な配列３９２を示す。図１の配列と同様、アセンブリ３０２のような列の配列は比較的典型的なものであろう。支持アセンブリ３０６の基部３６２の長さは、隣接列のＰＶパネル３３４にできる陰を最小限にするように選択されるが、隣接列の間に通路を設けるのに十分な長いものを選択してもよい。

図２５〜図２９は、ＰＶモジュールの配列３９２における行安定化部材３９６および列安定化部材３９８の使用を示す。ＰＶモジュール３０４が南側に傾斜する場合には通常、行は東西方向に、列は南北方向に配向される。安定化部材３９６、３９８は、風負荷、特に速い風速における負荷に抵抗する場合の、配列３９２の自己安定化を助けるために使用される。安定化部材３９６、３９８は、負荷を横に伝える機構を形成する。これにより、配列３９２のうち一つの部分が配列の他の部分を安定させることが可能になる。この実施形態では、列安定化部材３９８は、隣接した支持アセンブリ３０６の間に引張り状態で配置された複数のワイヤロープである。これに代え、列安定化部材３９８は、例えば他のフレキシブルな引張材或いは中実のロッドを隣接した支持アセンブリ３０６間に又は一連の支持アセンブリ３０６に沿って延設して構成してもよい。列安定化部材３９８は、現場の風状態による要求に従って、支持アセンブリ３０６の複数列のうち全部又は一部に沿って使用される。行安定化部材３９６の方は、典型的には剛性の梁であり、それをいくつかの支持アセンブリ３０６に跨って設けることが望ましい。行安定化部材３９６は通常は最北列と最南列のみに沿って使用されるが、風の状態と現地の状況によっては他の箇所で使用されてもよい。これに代え、配列３９２を、屋根その他の支持面３２４上で分散されたアンカーポイントに物理接続によって固定してもよい。

使用に際しては、支持アセンブリ３０６のパターン或いは配列が、支持面上の適宜位置にレイアウトされる。図２３は、図２４に略示したＰＶモジュール３０４の４つのパネル配列３９２にとって十分な、支持アセンブリ３０６の小さなパターン又は配列３９４を示す。支持アセンブリ３０６の配列３９４は、典型的には軽量のスペーサその他の位置決めガイドを用いて、かつ使用時には行安定化部材３９６および列安定化部材３９８を用いて、支持面に適切に載置される。そして、ＰＶモジュール３０４を支持アセンブリ３０６の対応セットの鉛直上方に位置合わせしてから、支持アセンブリの上に降ろす。係合部材３２６、３２８とねじ切りスタッド３３０とは、支持アセンブリ３０６の北縁モジュール支持体３１６と南縁モジュール支持体３４０の両方との適切な係合へ、ＰＶモジュール３０４を案内するのを助ける。ＰＶモジュール３０４が支持アセンブリ３０６によって適切に位置決め・支持された後、ＰＶモジュール３０４は取付け部材３２２、３４６を用いて適切に位置固定される。次に、適切なワイヤ接続がなされる。その後、北側エアデフレクタ３０８および側部エアデフレクタ３８０が、ＰＶパネル３０４の立ち上がり側又は上部の北縁３１２に沿って、そして最東および最西のＰＶパネルの露出した側縁３３２に沿って、取付け部材３２２、３４６に固定される。支持アセンブリ３０６へのＰＶモジュール３０４およびエアデフレクタ３０８、３８０の固定は、設置工程を簡単かつ最短にするために、ナットドライバ等の単純な工具を用いて行うことができる。

図３０は、ＰＶモジュール支持アセンブリ３０６の別実施形態を示す。支持アセンブリ４０２および支持アセンブリ４０２Ａ（図３５参照）は、以下の主要な相違を除いて支持アセンブリ３０６および支持アセンブリ３０６Ａと同様である。支持アセンブリ４０２は、支持アーム３２５の支持面３２４から延びる外向きの上部モジュール係合部材４０４を使用する。図３１と図３２に示すように、この部材４０４は、北東角３１８および北西角３２０でＰＶモジュール３０４の外側と係合するＬ形面４０５を作る、横向きタブ４０６を備える。これにより、支持アセンブリ４０２が事実上、すべてのＰＶモジュール３０４に使用可能になる。また、係合部材４０４の先端からはデフレクタ支持体４０８が延設されている。このデフレクタ支持体４０８は、北側エアデフレクタ４１１の上縁３１０に沿ったスロット３５４を貫通する、ねじ切りスタッド４１０を含む。支持アセンブリ４０２は取付け部材４１２（図３３参照）および取付けボルト４１４とともに使用され、支持アセンブリ４０２の支持アーム３２５の支持面３２４にＰＶモジュール３４０を固定する。この構成は、エアデフレクタ４１１の上縁３１０からＰＶモジュール３０４の上縁３１２までの間隙の、容易な制御を確保するのに有用である。

図３０と図３４は、南縁モジュール支持体３４０の外向き下部モジュール係合部材４１６を示す。この係合部材４１６は、ＰＶモジュール３０４の南東角３４２および南西角３４４でＰＶモジュールの外縁に係合する一対の上向きフィンガー４１８と、一つの上外向きフィンガー４２０とを含む。図３５も、ＰＶモジュール３０４と係合するための取付け部材４１２の使用方法を示すとともに、側部エアデフレクタ３８０、３８１のブロック状取付け部材４２６への係合により配列の側縁に沿って当該側部エアデフレクタ３８０、３８１と係合するための、取付け部材４１２の使用方法を示す。図３４では、ブロック状取付け部材４２６は明瞭のために省略されている。尚、ＰＶモジュール３０４の全４角において、同じ取付け部材４１２が使用可能である。係合部材４１６はさらに折り返し部４２１を備え、その一対の内向きタブ４２２を、側部エアデフレクタ３８１の端部に設けたスロット４２４との係合に使用する。これにより図２０に示した孔付きタブ３８６、３８８が不要になるため、配送のために各部品を密着させる（nest）ことが可能になる。

図３６〜図３８は、種々の屋根形状に適応するために、図１３および図２２のエアデフレクタ３０８をどのように変形すれば北側エアデフレクタ４１１になるのかを示す。エアデフレクタ４１１の一方の側縁４２８にはこれに沿ってへりが形成されているが、他方の側縁４３０にはそれがない。これにより、隣接エアデフレクタ４１１の隣接縁４２８、４３０同士は、互いにオーバーラップし適切に係合可能になるとともに、屋根形状に合わせて相対移動又は相対変位することも可能になる。

隣接ＰＶモジュール３０４間のほとんどの電気接続は、同じ列の隣接モジュール間で行われる。しかしながら、ある列のモジュール３０４と隣部屋のＰＶモジュールとの間で電気接続を行わねばならない場合もある。図３９は、支持アセンブリ４０２の基部３６２に沿ったコンジット４３２を、列間に延びるワイヤの保護に使用したものを示す。コンジット４３２は、図３０に示すような折り返し部４２１に形成された孔４３４を使用して、この折り返し部４２１と適当な金具４３６とに固定される。この金具４３６によって、コンジット４３２は適切に位置決めされ、かつ接地される。

図４０〜図４２に示すさらに別の実施形態では、ＰＶモジュール３０４の上縁３１２に沿うヒンジジョイント４４０とエアデフレクタ４１１の下縁４４４に沿うヒンジジョイント４４２とによって、支持アセンブリ４０２に、ＰＶモジュール３０４および北側エアデフレクタ４１１がそれぞれ取り付けられる。ＰＶモジュール３０４の両端とエアデフレクタ４１１の両端とは、例えばクリップ、ねじファスナその他の適切なファスナ等の着脱可能なファスナを使用して、適当に位置固定される。北側エアデフレクタ４１１は、図４１に示すような開き状態に回動することができる。ＰＶモジュール３０４も同様に、図４２に示すような開き状態に回動することができる。一方又は両方の回動を行うことによって、例えば支持面或いは配列の配線へのアクセスが、大きな部品を取り除く必要も、配列の配線を外す必要もなく可能である。

状況によっては、風揚力と転倒モーメントに対する付加的な抵抗を備えておいた方が望ましい可能性がある。そのためには、図４３に示す支持体４４８を隣接支持アセンブリ４０２の相互連結に使用して、配列の一部分に作用したそのような風揚力とモーメントを配列の残余部分に移すことができる。この支持体４４８は、典型的にはアルミニウム製又は鋼製であり、有効な剛性を有することが望ましい。隣接支持アセンブリ４０２間にそのような有効な剛性を有する連結部を設けることは、配列全体が剛性のアセンブリとして作用可能にするのに有用である。支持体４４８の使用は、支持面の形状に追従するＰＶモジュールの配列の能力に実質的に影響しないようにするべきである。

以上の説明では上方、下方、上端、下端、真上、真下などの用語を使用したかも知れないが、これらの用語は本発明の理解を助けるためのものであって、限定的な意味で使用するものではない。

本発明は以上で詳細に説明した好適実施形態および事例の参照によって開示されているが、これらは限定的な意味を有するものではなく例示にすぎないと理解されたい。当業者に想到可能な改変および組合せも、本発明の趣旨および添付特許請求の範囲の範囲内のものである。例えば、ねじファスナ以外のファスナを使用して、種々の部品をともに固定してもよい。耐火性ＰＶ屋根板アセンブリという名称の米国特許出願番号１１／１４０，２６１、アトーニ・ドケット番号ＰＷＲＬ１０３９−１、に開示された耐火性を有する火炎シールドは、断熱層の有無に拘わらず本発明とともに使用可能である。

以上で引用した特許、特許出願および刊行物はすべて、言及によって本書に組み込まれる。

本発明による、現地組立てが容易な傾斜ＰＶモジュール配列の斜視図本発明による、現地組立てが容易な傾斜ＰＶモジュール配列の平面図図１のアセンブリの部分拡大図図１のアセンブリの部分拡大図図１のアセンブリの部分拡大図図５の構造を下面から見た図図６の構造の部分拡大図であって、上部支持アームを何にも取り付けていない状態で終端の支持体を示す図図５の最上支持体をファスナに取り付けた状態で示す下面の俯角斜視図ＰＶモジュールと、隣接エアデフレクタのオーバーラップ縁部との接合状態を示す拡大側面図図１の構造の一部拡大側面図延長型エアデフレクタの使用を示す図１０と同様の図図１に示した全体的に直立した側部エアデフレクタの代替例として、傾斜型の側部エアデフレクタを示す端面図図１３〜図２４に開示した本発明の別の特徴構成における、支持体付きＰＶアセンブリの分解斜視図図１３のＰＶモジュール支持アセンブリの拡大斜視図図１３の北縁取付け部材の拡大斜視図図１３の南縁取付け部材の拡大斜視図図１３のＰＶモジュール支持アセンブリに代え南側ＰＶモジュール支持アセンブリを採用した支持体付きＰＶモジュールの一部分解斜視図図１３のＰＶモジュール支持アセンブリに代え北側ＰＶモジュール支持アセンブリを採用した支持体付きＰＶモジュールの一部分解斜視図図１８の北側支持アセンブリの拡大分解斜視図であって、パッドと支持アセンブリの基部との間の移動許容ジョイントを例示した図ＰＶモジュール上への側部デフレクタの取付けを示す図後部デフレクタおよび側部エアデフレクタを備えた支持体付きＰＶアセンブリの、２パネル配列の平面図後部デフレクタおよび側部エアデフレクタを備えた支持体付きＰＶアセンブリの、２パネル配列の斜視図図１３〜図１９のＰＶモジュール支持アセンブリの配列を示す図図２３の支持アセンブリに取り付けたＰＶモジュールの２×２配列の概略平面図ＰＶモジュールの配列における行安定化部材および列安定化部材の使用を説明する図ＰＶモジュールの配列における行安定化部材および列安定化部材の使用を説明する図ＰＶモジュールの配列における行安定化部材および列安定化部材の使用を説明する図ＰＶモジュールの配列における行安定化部材および列安定化部材の使用を説明する図ＰＶモジュールの配列における行安定化部材および列安定化部材の使用を説明する図図１４のＰＶモジュール支持アセンブリの別実施形態を示す図図３０の支持アセンブリの使用を説明する図図３０の支持アセンブリの使用を説明する図図１５と図１６のクリップの別実施形態を示す図図３０の支持アセンブリの南縁モジュール支持体に対するＰＶモジュールの南側端の固定を説明する図図３０の支持アセンブリの南縁モジュール支持体に対するＰＶモジュールの南側端の固定を説明する図図１３の北側エアデフレクタの別実施形態を示す図図１３の北側エアデフレクタの別実施形態を示す図図１３の北側エアデフレクタの別実施形態を示す図ＰＶモジュールの列間への保護コンジットの使用を説明する図本発明のさらに別の実施形態の図であって、ＰＶモジュール支持アセンブリにヒンジジョイントによって、ＰＶモジュールおよび北側エアデフレクタがそれぞれ枢支固定されるのを説明する図図４０の構造を示す図であって、北側エアデフレクタを外方に回動させ開き状態にした図図４０の構造を示す図であって、ＰＶモジュールを上方に回動させ開き状態にした図さらに別の実施形態を示す図であって、ＰＶモジュールの配列の剛性を強化するために、ＰＶモジュールの両端にＰＶモジュール支持アセンブリを固定する支持体を採用したものを示す図

Claims

以下を備えるＰＶ設備：
支持面、
前記支持面に取り付けられ、ＰＶモジュールの第１および第２列を含むＰＶモジュール配列、前記ＰＶモジュールはそれぞれ下方の南縁および上方の北縁を有し、ＰＶモジュールの第１列の上方の北縁がＰＶモジュールの第２列の下方の南縁に対向して位置する、
前記ＰＶモジュールの第１列の上方の北縁とＰＶモジュールの第２列の下方の南縁それぞれに固定され、上方の北縁が下方の南縁よりも前記支持面から離間して位置するように構成されたＰＶモジュール支持アセンブリ、並びに
第１および第４のＰＶモジュールの上方の北縁に対向する、少なくとも一つのＰＶモジュール支持アセンブリに固定された風デフレクタ、
ここで前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、ＰＶモジュールの配列を支持面の形状に追従可能にするためにＰＶモジュール支持アセンブリが互いに対し撓曲することを許しながら、第１および第２列のＰＶアセンブリの、互いからの水平方向の分離を防止するように構成されており、
前記ＰＶモジュールは、上方の北縁及び側縁が交差する角、およびその角に備えた外面を有し、
少なくとも１つの前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、基部と、前記基部から延びるモジュール支持体とを備え、
前記モジュール支持体が、前記ＰＶモジュールを支持する支持面と、前記ＰＶモジュールの前記角において、前記ＰＶモジュールの外面のみと係合しこれを前記モジュール支持体上に適切に位置決めする傾斜付きのモジュール係合部材と、前記基部又は前記モジュール支持体のうち少なくとも一方に前記ＰＶモジュールを固定する取り付け部材とを備える。
前記支持面は、前記支持面から上方に延び、前記ＰＶモジュールの側縁から短い間隔を置いて設けられたねじ切りスタッドを含む、請求項１に記載のＰＶ設備。
前記ＰＶモジュールは、金属フレームに囲まれたＰＶパネルを含み、
前記取り付け部材は、前記金属フレームと係合して、前記金属フレームとの電気的接触を実現する歯を有する、請求項１または２に記載のＰＶ設備。
さらに、少なくとも２つのＰＶモジュール支持アセンブリに前記ＰＶモジュールおよび風デフレクタを枢支固定するヒンジジョイントを備える請求項１から３のいずれか１項に記載のＰＶ設備。
バラスト、並びに
前記バラストを、前記ＰＶモジュール支持アセンブリ又は風デフレクタのうち少なくとも一方に固定するバラスト支持体をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載のＰＶ設備。
前記風デフレクタが外面と内面を備え、
前記バラスト支持体が、風デフレクタの前記内面の下方にバラストを固定する請求項５に記載のＰＶ設備。
前記モジュール係合部材が、第１および第２位置でＰＶモジュールと係合する第１および第２モジュール係合部材を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のＰＶ設備。
少なくとも一部のＰＶモジュール支持アセンブリが、以下を備える請求項１から７のいずれか１項に記載のＰＶ設備、
上下面を持つ前記基部、
前記基部にＰＶモジュールを固定する前記モジュール支持体、
前記基部の下面に設けた支持パッド、並びに
前記基部に前記支持パッドを固定する熱膨張収縮移動許容ジョイント、これは前記基部の下面に平行な少なくとも一つの方向における前記基部と支持パッドの間の相対移動を許容する。
前記ＰＶモジュール配列は、第１、第２、第３および第４のＰＶモジュールを備え、前記ＰＶモジュールはそれぞれ互いに隣接した第１、第２、第３および第４の角を持つ、並びに
前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、第１、第２、第３および第４のＰＶモジュールの第１、第２、第３および第４の角それぞれに固定され、
前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、ＰＶモジュールの配列を支持面の形状に追従可能にするために第１、第２、第３および第４のＰＶモジュールが互いに対し撓曲することを許容しながら、隣接した第１、第２、第３および第４の角の水平方向の分離を防止するように構成されている請求項１から８のいずれか１項に記載のＰＶ設備。
前記ＰＶモジュール配列は、ＰＶモジュールの複数の行および複数の列からなり、互いに隣接した第１、第２、第３および第４の前記ＰＶモジュールは、それぞれ、互いに隣接した第１、第２、第３および第４の角を有する、
前記ＰＶモジュール支持アセンブリは、隣接したＰＶモジュールの第１、第２、第３および第４の角に固定され、
行安定化部材は、前記複数の行のうち少なくとも第１および第２行に沿ってＰＶモジュール支持アセンブリを互いに接続し、並びに
列安定化部材は、前記複数の列のうち少なくとも第１および第２列に沿ってＰＶモジュール支持アセンブリを互いに接続する請求項１から８のいずれか１項に記載のＰＶ設備。
前記行安定化部材が剛性部材からなり、前記列安定化部材が引張り状態に設けたフレキシブル部材からなる請求項１０に記載のＰＶ設備。