以下、一実施形態について、図面を参照して説明する。
一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールは、例えば建物などの屋根に取り付けられた状態で使用されてよい。この場合、一実施形態に係る太陽電池アレイは、太陽電池モジュールを建物などの屋根に取り付ける機構(以下、「取付機構」とも記す)を備えてよい。取付機構については、さらに後述する。また、一実施形態に係る太陽電池アレイが取り付けられる建物などの屋根についても、さらに後述する。本開示において、太陽電池アレイとは、太陽電池モジュールを1つ以上含むものとしてよい。例えば、太陽電池アレイとは、太陽電池モジュール又は太陽電池ストリングを複数含んでもよいし、1つの太陽電池モジュール又は1つの太陽電池ストリングを含んでもよいものとする。
(太陽電池モジュール)
図1は、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールを示す図である。図1は、一実施形態に係る太陽電池アレイに含まれる太陽電池モジュールを分解して示す図である。
図1に示すように、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル12と、フレーム14とを含んで構成してよい。
太陽電池パネル12は、主として光を受光する第1面(受光面)と、第1面の裏面に相当する第2面とを有してよい。図1に示す太陽電池パネル12において、図に示すZ軸の正方向側を向く面を第1面とし、Z軸の負方向側を向く面を第2面としてよい。すなわち、図1において、太陽電池パネル12の第1面及び第2面は、それぞれXY平面に平行な面としてよい。本開示において、Z軸の正方向側を「上」とも記し、Z軸の負方向側を「下」とも記す。図1に示す太陽電池パネル12において、第1面を上面(又は表面)とし、第2面を下面(又は裏面)としてよい。
図1に示す太陽電池パネル12は、太陽電池セルを8行6列の48個並べて構成されている。太陽電池パネル12は、任意の数の太陽電池セルを含んで構成されてよい。典型的には、一実施形態において、太陽電池パネル12は、複数の太陽電池セルを含んで構成されてよい。この場合、複数の太陽電池セルは、インナーリードによって電気的に接続されてよい。また、太陽電池パネル12は、太陽電池モジュール10の基板を兼ねる透光性基板、及び熱硬化性樹脂よりなる一対の封止材などを、適宜備えてもよい。太陽電池パネル12は、太陽電池セルで得られた出力を外部に取り出すための端子ボックスなども、適宜備えてよい。太陽電池パネル12の裏面側は、光を透過する構造を有していてもよい。例えば、上述の封止材なども透光性を有する材質で構成してもよい。
太陽電池パネル12を構成する太陽電池セルは、例えば、単結晶シリコン又は多結晶シリコン等からなる平板状の基板が用いられてよい。
一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10において、太陽電池セルの種類は特に制限されない。例えば、太陽電池セルとして、アモルファスシリコンよりなる薄膜太陽電池、CIGS太陽電池、CdTe太陽電池、又は結晶シリコン基板上に薄膜のアモルファスシリコンを形成した太陽電池セル等を用いてもよい。例えば、アモルファスシリコン、CIGSおよびCdTeよりなる太陽電池セルとしては、透光性基板上において、アモルファスシリコン層、CIGS層又はCdTe層を、透明電極等と組み合わせて適宜積層するようにしたものを利用してもよい。
一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10において、太陽電池パネル12は、上述したような構成に限定されず、種々の構成のものを採用してよい。また、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10の形状は、図1に示す矩形状に限定されず、例えば正方形状、長方形上、又は他の多角形状など、各種の形状としてもよい。
図1は、太陽電池パネル12をフレーム14から取り外した状態を示している。一実施形態に係る太陽電池モジュール10において、フレーム14は、太陽電池パネル12の周縁部の少なくとも一部を囲む部材としてよい。
フレーム14は、太陽電池パネル12を囲むことにより、当該太陽電池パネル12の少なくとも周縁部を保護することができる。また、フレーム14は、太陽電池パネル12を固定することにより、当該太陽電池パネル12を所定の位置に保持する機能を有してよい。
フレーム14は、例えば、アルミニウムを押し出し成形することなどによって製造してよい。また、フレーム14は、アルミニウム以外の例えばチタンなどの金属によって製造してもよい。また、フレーム14を構成する材料は、金属などに限定されず、例えば比較的硬質の合成樹脂などとしてもよい。フレーム14は、太陽電池パネル12を保護及び/又は保持する機能を発揮し得る程度の強度(硬さ)を有する任意の素材で構成してよい。
一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10において、フレーム14は、種々の構成のものを採用してよい。例えば、フレーム14は、4辺のそれぞれを長尺状の部材として個別に形成したものが組み合わされることにより構成されてもよい。この場合、フレーム14の太陽電池パネル12を受ける部分に溝状の凹部を形成してもよい。そして、フレーム14が太陽電池パネル12の周囲を囲むように組み合わされた際に、太陽電池パネル12がフレーム14の溝状の凹部に嵌合されるようにしてもよい。このような構成によれば、フレーム14が太陽電池パネル12の周囲を囲むように組み合わされると、太陽電池パネル12はフレーム14に固定される。
また、例えば、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10において、フレーム14は、図1に示すような形状に一体形成されてもよい。この場合、フレーム14の少なくとも一部に太陽電池パネル12を受ける部分(受け部)を形成してもよい。この受け部は、例えば太陽電池パネル12に接着、溶着、又はビス止めなどされる構成としてもよい。このような構成によれば、太陽電池パネル12はフレーム14に固定されるようにすることができる。
(太陽電池モジュールが取り付けられる屋根)
次に、図1に示した太陽電池モジュール10が取り付けられる建物などの屋根について説明する。
図2は、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10及び屋根を示す斜視図である。図2は、図1に示した太陽電池モジュール10、及び、当該太陽電池モジュール10が取り付けられる建物などの屋根を示す図である。
図2に示す太陽電池モジュール10は、図1に示した太陽電池モジュール10の太陽電池パネル12及びフレーム14を組み合わせたものとしてよい。図2に示す太陽電池モジュール10は、上述の取付機構によって、屋根100に取り付けられる。図2においては、太陽電池モジュール10を屋根100に取り付ける取付機構が、まだ取り付けられていない状態を示している。
図2に示すように、太陽電池モジュール10が取り付けられる屋根100は、筋状に形成された凸部110を有する屋根としてよい。以下、屋根100において筋状に形成された凸部110を、「筋状凸部110」とも記す。一実施形態において、筋状凸部とは、建物などの屋根において、ハゼ継ぎを施したハゼ部分としてよい。例えば、筋状凸部は、立平ハゼ(立ハゼ)又は立巻ハゼなどとしてよい。また、筋状凸部と、例えば、ハゼ式屋根、角ハゼ、又は丸ハゼなどとしてもよい。また、一実施形態において、筋状凸部とは、ハゼに限定されず、ハゼではない筋状の凸部としてもよい。図2に示す屋根100は、筋状凸部110が形成された箇所以外の部分において、全体として平板の形状としてある。なお、太陽電池モジュール10が取り付けられる屋根100の形状は、上述したものに限られるものではなく、全体として平板の形状でなくてもよい。例えば、太陽電池モジュール10が取り付けられる屋根100は、全体として曲面状であってもよいし、全体として筋状凸部以外の凹凸を有する形状であってもよい。
屋根100における筋状凸部110は、図2に示すように、所定方向D1に沿って形成されているものとしてよい。図2において、所定方向D1は、例えば図に示すY軸に平行な方向としてよい。すなわち、所定方向D1は、図に示すX軸及びZ軸と直交する方向としてよい。図2に示す例において、屋根100における複数の筋状凸部110の全てが所定方向D1に沿って形成されている。なお、屋根100における筋状凸部110の形状は、上述したものに限られるものではなく、屋根100における複数の筋状凸部110の一部が所定方向D1に沿って形成されてもよい。この場合、屋根100における複数の筋状凸部110の他の一部は、所定方向D1以外の方向に形成されてもよい。また、屋根100における複数の筋状凸部110の全部又は一部は、曲線状に形成されてもよい。
(太陽電池モジュールを屋根に取り付ける取付機構)
次に、図2に示した太陽電池モジュール10を屋根100の筋状凸部110に取り付ける取付機構について説明する。図3は、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10を、屋根100の筋状凸部110に取り付けるための取付機構を示す図である。
図3に示すように、一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュール10を屋根100の筋状凸部110に取り付けるための取付機構は、第1固定部20を含んでよい。また、この取付機構は、支持部材30を含むものとしてもよい。これらの取付機構は、屋根100において取り付けられる太陽電池モジュール10のサイズに合わせて、適宜位置決めされてよい。
第1固定部20は、図3に示すように、屋根100の筋状凸部110に取り付けられる。例えば、第1固定部20は、筋状凸部110を挟持する機構を備えてもよい。この場合、第1固定部20は、筋状凸部110を挟持することにより、筋状凸部110に固定される。また、第1固定部20は、図1及び図2に示した太陽電池モジュール10のフレーム14に取り付けられる。したがって、第1固定部20は、太陽電池モジュール10のフレーム14を、筋状凸部110に固定させることができる。太陽電池モジュール10のフレーム14が第1固定部20に取り付けられる際には、例えばビス止め、ボルト及びナットによる固定、溶接、接着、留め具による固定、又は嵌合構造による固定など、種々の方法を用いてよい。このように、一実施形態において、第1固定部20は、太陽電池モジュール10のフレーム14を、筋状凸部110に固定してよい。
第1固定部20は、例えば、アルミニウムなどによって製造してよい。また、第1固定部20は、アルミニウム以外の例えばチタンなどの金属によって製造してもよい。また、第1固定部20を構成する材料は、金属などに限定されず、例えば比較的硬質の合成樹脂などとしてもよい。第1固定部20は、太陽電池モジュール10のフレーム14を、筋状凸部110に固定する機能を発揮し得る程度の強度(硬さ)を有する任意の素材で構成してよい。
図3に示す例において、第1固定部20は、屋根100の上においてX軸に平行に2列に配置されている。また、2列の第1固定部20のそれぞれにおいて、第1固定部20は、X軸に平行に4つずつ配置されている。このような第1固定部20の配置によれば、太陽電池モジュール10のフレーム14の対向する2辺を固定することができる。したがって、このように第1固定部20を配置すれば、太陽電池モジュール10のフレーム14の対向する2辺が固定され、太陽電池モジュール10を強固に固定することができる。
なお、一実施形態において、第1固定部20の配置は、図3に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、太陽電池モジュール10及び/又はフレーム14の大きさ、並びに、太陽電池モジュール10の取り付け強度などに応じて、適宜、第1固定部20の設置個数及び/又は設置態様などを変更してもよい。
支持部材30は、図3に示すように、屋根100に取り付けられる。支持部材30は、図2に示した太陽電池モジュール10を、屋根100の上において支持する。このように、一実施形態において、支持部材30は、屋根100の上において太陽電池モジュール10を支持してよい。図3に示す例において、支持部材30は、屋根100の上においてX軸に平行に2つ配置されている。なお、一実施形態において、支持部材30の配置は、図3に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、太陽電池モジュール10及び/又はフレーム14の大きさ、並びに、太陽電池モジュール10の取り付け強度などに応じて、適宜、支持部材30の設置個数及び/又は設置態様などを変更してもよい。
図3に示すように、支持部材30は、桁部32と、第2固定部34と、台座部36と、を備えてよい。
桁部32は、支持部材30の本体を構成する長尺状の部材としてよい。図3に示すように、支持部材30が屋根100に取り付けられた状態において、桁部32は、屋根100において筋状凸部110が形成される所定方向D1に交差するように、例えば方向D2に沿って配置されてよい。桁部32は、この上に配置される太陽電池モジュール10を裏面側から支持する機能を有する。このように、一実施形態において、桁部32は、屋根100の上において所定方向D1に交差するように位置付けられる長手方向D2を有してよい。また、一実施形態において、桁部32は、太陽電池モジュール10を支持してよい。例えば、桁部32は、太陽電池モジュール10を裏面側から支持してよい。
図3に示す例において、桁部32は、その長手方向D2が所定方向D1に直交するように位置付けられている。なお、一実施形態において桁部32の配置は、図3に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、桁部32は、その長手方向D2が所定方向D1に斜めに交差するように位置付けられてもよい。
第2固定部34は、図3に示すように、屋根100の筋状凸部110に取り付けられる。例えば、第2固定部34は、筋状凸部110を挟持する機構を備えてもよい。この場合、第2固定部34は、筋状凸部110を挟持することにより、筋状凸部110に固定される。また、第2固定部34は、桁部32に固定される。したがって、第2固定部34は、桁部32を、筋状凸部110に固定させることができる。桁部32が第2固定部34に固定される際には、例えばビス止め、ボルト及びナットによる固定、溶接、接着、留め具による固定、又は嵌合構造による固定など、種々の方法を用いてよい。このように、一実施形態において、第2固定部34は、桁部32を筋状凸部110に固定してよい。
図3に示す例において、第2固定部34は、1つの桁部32の両端付近において1つずつ配置されている。このように第2固定部34を配置すれば、太陽電池モジュール10を桁部32の上に配置した際に、桁部32又は支持部材30の長手方向の一端側ががたついたりする等を抑えることができる。なお、一実施形態において、第2固定部34の配置は、図3に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、太陽電池モジュール10及び/又はフレーム14の大きさ、並びに、太陽電池モジュール10の取り付け強度などに応じて、適宜、第2固定部34の設置個数及び/又は設置態様などを変更してもよい。
台座部36は、図3に示すように、桁部32に固定される。台座部36が桁部32に固定される際には、例えばビス止め、ボルト及びナットによる固定、溶接、接着、留め具による固定、又は嵌合構造による固定など、種々の方法を用いてよい。台座部36は、桁部32に固定されていれば、屋根100には直接固定されなくてもよい。例えば、台座部36は、桁部32と屋根100との間の空間に丁度収まるような、適度な高さを有するものとしてよい。この場合、台座部36は、桁部32と屋根100との間に挟まれることにより、屋根100の上において桁部32を支持することができる。したがって、台座部36は、太陽電池モジュール10がZ軸の負方向に荷重を受けた際に、桁部32を介して太陽電池モジュール10を支持することができる。
また、台座部36は、桁部32において、第2固定部34が固定される位置とは異なる位置に固定される。したがって、台座部36が桁部32を支持する位置は、第2固定部34が桁部32を支持する位置とは異なる。このように、一実施形態において、台座部36は、屋根100の上において第2固定部34とは異なる位置で桁部32を支持してよい。図3に示すように、一実施形態において、台座部36は、屋根100において筋状凸部110が形成されていない部分に位置付けられてよい。
図3に示す例において、台座部36は、1つの桁部32の両端付近に配置された第2固定部34同士の間に、3つ配置されている。このような台座部36の配置により、太陽電池モジュール10を桁部32の上に配置した際に、台座部36は太陽電池モジュール10にかかる重量の相当な部分を支持することができる。なお、一実施形態において、台座部36の配置は、図3に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、太陽電池モジュール10及び/又はフレーム14の大きさ、並びに、太陽電池モジュール10の取り付け強度などに応じて、適宜、台座部36の設置個数及び/又は設置態様などを変更してもよい。
(太陽電池アレイ)
図4は、一実施形態に係る太陽電池アレイを示す図である。図4は、図2に示した太陽電池モジュール10を、図3に示した取付機構に取り付けた状態を示す図である。
太陽電池モジュール10を取付機構に取り付ける際には、例えば、太陽電池モジュール10のフレーム14を、第1固定部20に取り付けてよい。上述のように、太陽電池モジュール10のフレーム14が第1固定部20に取り付けられる際には、例えばビス止め、ボルト及びナットによる固定、溶接、接着、留め具による固定、又は嵌合構造による固定など、種々の方法を用いてよい。また、太陽電池モジュール10のフレーム14が第1固定部20に取り付けられていれば、フレーム14を支持部材30又は桁部32に固定しなくてもよい。フレーム14が支持部材30又は桁部32に固定されていなくても、太陽電池モジュール10は、支持部材30によって裏面側から支持される。
図4に示すように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、太陽電池モジュール10と、第1固定部20と、支持部材30と、を備えてよい。図4においては、太陽電池モジュール10によって外観視できない(又は外観視しにくい)部分を、破線によって示してある。また、図4においては、支持部材30のうち、外観視できる部分として、桁部32の一部を実線で示してある。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、太陽電池モジュール10と、第1固定部20と、支持部材30と、を備えてよい。一実施形態において、支持部材30は、屋根100の上において太陽電池モジュール10を支持してよい。この場合、支持部材30は、屋根100の上において、太陽電池モジュール10を裏面から支持してもよい。
図4に示すように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、太陽電池モジュール10は、取付機構(第1固定部20)によって、屋根100における筋状凸部110に取り付けられる。この場合、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、所定方向D1に筋状凸部110を有する屋根100の上に配置されてよい。
支持部材30(桁部32、第2固定部34、及び台座部36)は、例えば、アルミニウムなどによって製造してよい。また、支持部材30は、アルミニウム以外の例えばチタンなどの金属によって製造してもよい。また、支持部材30を構成する材料は、金属などに限定されず、例えば比較的硬質の合成樹脂などとしてもよい。支持部材30は、例えば桁部32、第2固定部34、又は台座部36のようなそれぞれの機能を発揮し得る程度の強度(硬さ)を有する任意の素材で構成してよい。さらに、支持部材30を構成する桁部32、第2固定部34、及び台座部36は、全て同じ素材で構成してもよいし、少なくともいずれかを異なる素材で構成してもよい。
一般的に、太陽電池アレイは、建物などの屋根に設置されることが多い。建物などの屋根に太陽電池アレイが設置される場合、例えば太陽電池アレイの上に強風による圧力がかかったり、太陽電池アレイの上に積雪があったりしても、ある程度の荷重に耐え得るようにするのが望ましい。
例えば、図3に示すような第1固定部20を多数設置して、支持部材30を用いずに、太陽電池モジュール10を取り付けるような構造を想定する。第1固定部20を用いて、太陽電池モジュール10を屋根100の筋状凸部110に取り付ける場合、第1固定部20の設置数が多くなるにつれて、太陽電池モジュール10は屋根100から剥離されにくくなると考えられる。しかしながら、支持部材30を用いない場合、太陽電池モジュール10にかかる荷重は、第1固定部20のみによって支持される。したがって、この場合、太陽電池モジュール10にかかる荷重は、屋根100の筋状凸部110又はその近傍において支持されなければならなくなる。
すると、強風又は積雪などの際に太陽電池モジュール10にかかる荷重は、屋根100の筋状凸部110に加わることになる。例えば筋状凸部110がハゼ部分であるとした場合、当該ハゼ部分に過度の荷重がかかると、屋根材が変形したり、屋根に雨漏りが生じたりという不都合が生じるおそれがある。板金が曲げ成形されることによる板金屋根において、ハゼ部分は、板金屋根材同士をつないで水の浸入を防ぐ機能を有する重要な部分である。したがって、例えばハゼ部分のような筋状凸部110において、太陽電池モジュール10にかかる荷重が過度に大きくならないようにすることが望ましい。
一実施形態に係る太陽電池アレイ1によれば、太陽電池モジュール10にかかる荷重は、屋根100において例えばハゼ部分のような筋状凸部110が形成された箇所以外の箇所に分配される。具体的には、太陽電池アレイ1によれば、太陽電池モジュール10にかかる荷重は、少なくとも部分的に、支持部材30の台座部36によって支持される。また、台座部36は、上述のように、屋根100において筋状凸部110が形成されていない部分に位置付けられる。このため、太陽電池モジュール10にかかる荷重は、支持部材30の台座部36を介して、屋根100において筋状凸部110が形成されていない部分に分配される。一般的に、屋根においてハゼ部分以外の部分は、野地板又は桁材などに当接していることが多い。このことから、一実施形態に係る太陽電池アレイ1に加わる荷重は、実質的に野地板又は桁材なとによって支持される。したがって、一実施形態に係る太陽電池アレイ1によれば、例えばハゼ部分のような屋根100の筋状凸部110に加わる荷重は低減される。このため、一実施形態に係る太陽電池アレイ1によれば、屋根100の筋状凸部110が変形したり、屋根100に雨漏りが発生したりするおそれは低減され得る。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1によれば、建物の屋根に設置された際に当該太陽電池アレイの設置によって当該屋根に不具合が生じることを低減し得る。
(一実施形態に係る第1固定部について)
次に、フレーム14を筋状凸部110に固定する第1固定部20について、より詳細に説明する。
図5は、一実施形態に係る太陽電池アレイ1の第1固定部20をより詳細に示す図である。図5は、図4に示した太陽電池アレイ1を第1固定部20の付近で切断した切断面を示す図である。図5は、図4に示した太陽電池アレイ1のXZ平面に平行な切断面を示す図である。ただし、図5において、一部の部材は、切断面ではなく端面を示してある。図5においてハッチングを付した部材、例えば、フレーム14、屋根100、及び第1固定部のフレーム指示部26は、太陽電池アレイ1を第1固定部20の付近で切断した切断面を示している。一方、図5においてハッチングを付していない部材、例えば、第1固定部に含まれる部材のうち、挟持部22、調整部24、及びフレーム固定部28は、切断していない状態の端面を示している。
図5に示すように、第1固定部20は、挟持部22と、調整部24と、フレーム支持部26と、フレーム固定部28と、を備えてよい。
挟持部22は、屋根100の筋状凸部110を挟持する機能を有してよい。挟持部22は、筋状凸部110を挟持するために、開閉する機能を有してよい。
調整部24は、挟持部22の開閉の度合いを調整する機能を有してよい。例えば、調整部24は、ボルトのようなねじを回転させることにより、挟持部22の開閉させる機能を有してよい。第1固定部20を筋状凸部110に取り付ける際には、まず調整部24を緩めることにより、挟持部22を開いた状態にしてよい。挟持部22が開いたら、挟持部22によって筋状凸部110が挟持される位置を決めてよい。それから、調整部24を締めることにより、挟持部22を閉じた状態にして、第1固定部20を筋状凸部110に固定することができる。
フレーム支持部26は、フレーム14を所定の高さに支持する機能を有してよい。
フレーム固定部28は、フレーム14を、フレーム支持部26及び/又は挟持部22に固定する機能を有してよい。例えば、フレーム固定部28は、フレーム14を、フレーム支持部26及び/又は挟持部22に固定するビス又はボルトなどとしてもよい。図5において、フレーム固定部28は、フレーム14から突出しているように示してある。しかしながら、フレーム14は太陽電池モジュール10に取り付けられるため、フレーム固定部28はフレーム14から突出しないように構成してもよい。
第1固定部20は、上述のような機能部が相俟って、太陽電池モジュール10のフレーム14を、屋根100の筋状凸部110に固定することができる。図5に示す第1固定部20の構成は一例であり、一実施形態において、第1固定部20は、フレーム14を筋状凸部110に固定することができる他の構成としてもよい。また、図5に示す第1固定部20を構成する各機能部の形状も一例であり、種々の他の形状としてもよい。
(一実施形態に係る支持部材について)
次に、屋根100の上において太陽電池モジュール10を支持する支持部材30について、より詳細に説明する。
図6は、一実施形態に係る太陽電池アレイ1の支持部材30をより詳細に示す図である。図6は、図4に示した太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示す図である。図6は、図4に示した太陽電池アレイ1のXZ平面に平行な切断面を示す図である。ただし、図6において、一部の部材は、切断面ではなく端面を示してある。図6においてハッチングを付した部材、例えば、フレーム14、桁部32、及び屋根100は、太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示している。一方、図6においてハッチングを付していない部材、例えば、第2固定部34及び台座部36は、切断していない状態の端面を示している。
図6に示すように、支持部材30は、桁部32と、第2固定部34と、台座部36と、を備えてよい。
桁部32は、図6に示すように、太陽電池モジュール10のフレーム14を支持してよい。図6においては、太陽電池モジュール10のフレーム14の切断面を示してあるが、太陽電池モジュール10の太陽電池パネル12の図示は省略してある。
また、図6に示すように、第2固定部34は、挟持部342と、調整部344と、桁固定部348と、を備えてよい。
挟持部342は、屋根100の筋状凸部110を挟持する機能を有してよい。例えば、挟持部342は、第1固定部20の挟持部22と同様に、筋状凸部110を挟持するために、開閉する機能を有してよい。
調整部344は、挟持部342の開閉の度合いを調整する機能を有してよい。例えば、調整部344は、第1固定部20の調整部24と同様に、ボルトのようなねじを回転させることにより、挟持部342の開閉させる機能を有してよい。第2固定部34を筋状凸部110に取り付ける際には、上述した第1固定部20の場合と同様にしてよい。
桁固定部348は、桁部32を、挟持部342に固定する機能を有してよい。例えば、桁固定部348は、第1固定部20のフレーム固定部28と同様に、桁部32を挟持部342に固定するビス又はボルトなどとしてもよい。図6において、桁固定部348は、桁部32から突出しているように示してある。しかしながら、桁部32は太陽電池モジュール10を支持するため、桁固定部348は桁部32から突出しないように構成してもよい。
第2固定部34は、上述のような機能部が相俟って、支持部材30の桁部32を、屋根100の筋状凸部110に固定することができる。第2固定部34は、図5に示した第1固定部20と同様に、フレーム支持部26のような部材を備えることにより、支持部材30の桁部32を支持してもよい。また、第2固定部34は、第1固定部20と同じ構成としてもよい。さらに、第2固定部34は、第1固定部20からフレーム支持部26を除いた構成としてもよい。
また、図6に示すように、台座部36は、桁固定部368を備えてよい。例えば、桁固定部368は、第2固定部34の桁固定部348と同様に、桁部32を台座部36に固定する機能を有してよい。また、例えば、桁固定部368は、第2固定部34の桁固定部348と同様に、桁部32を台座部36に固定するビス又はボルトなどとしてもよい。図6において、桁固定部368は、桁部32から突出しているように示してある。しかしながら、桁部32は太陽電池モジュール10を支持するため、桁固定部368は桁部32から突出しないように構成してもよい。
図6に示す支持部材30の構成は一例であり、一実施形態において、支持部材30は、桁部32を筋状凸部110に固定することができる他の構成としてもよい。また、図6に示す支持部材30を構成する各機能部の形状も一例であり、種々の他の形状としてもよい。
(太陽電池モジュールのフレームの補強部材)
次に、太陽電池モジュール10のフレーム14を補強する補強部材について説明する。
図7は、太陽電池モジュール10のフレーム14を補強する補強部材を示す図である。図7は、図1と同様に、一実施形態に係る太陽電池アレイに含まれる太陽電池モジュールを分解して示す図である。
図7に示すフレーム14は、図1に示したフレーム14に、さらに補強部材40を追加したものである。図7に示すように、補強部材40はフレーム14に接続されることにより、太陽電池パネル12の裏面側を補強してよい。ここで、太陽電池パネル12の裏面側とは、太陽電池モジュール10の屋根100に対向する側としてよい。補強部材40は、太陽電池パネル12の裏面側を支持することにより、太陽電池モジュール10の曲げ強さを高めることができる。図7においては、フレーム14に3つの補強部材40が接続された例を示してある。なお、一実施形態において補強部材40の数は、図7に示すように3つに限定されるものではない。例えば、一実施形態において、太陽電池モジュール10及び/又はフレーム14の大きさ、並びに、太陽電池モジュール10の取り付け強度などに応じて、適宜、補強部材40の設置個数及び/又は設置態様などを変更してもよい。
図7に示す太陽電池モジュール10も、図3及び図4に示したように、裏面側から支持部材30によって支持されてよい。この場合、図7に示す補強部材40の長手方向(Y軸方向)は、図3及び図4に示した支持部材30の桁部32の長手方向(X軸方向)に交差するように位置付けられてよい。このような位置関係によれば、補強部材40は、フレーム14とともに、支持部材30の桁部32によって支持される。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、フレーム14に接続される補強部材40を備えてもよい。この場合、補強部材40は、太陽電池モジュール10の屋根100に対向する側(すなわち太陽電池モジュール10の裏面側)の少なくとも一部を補強してもよい。また、一実施形態において、補強部材40は、桁部32の長手方向(例えばX軸方向)に交差するように位置付けられる長手方向(例えばY軸方向)を有するとともに、桁部32によって支持されてもよい。
図7に示す例において、補強部材40は、その長手方向(Y軸方向)が桁部32の長手方向(X軸方向)に直交するように位置付けられている。なお、一実施形態において、補強部材40の配置は、図7に示すような例に限定されない。例えば、一実施形態において、補強部材40は、その長手方向が桁部32の長手方向に斜めに交差するように位置付けられてもよい。
一実施形態において、補強部材40は、太陽電池パネル12及び/又はフレーム14を補強する機能を有する部材としてよい。なお、一実施形態において、補強部材40は、太陽電池パネル12に対する添え木のような機能を有する部材としてもよい。
(一実施形態に係る台座部の配置の例)
次に、一実施形態に係る支持部材30における台座部36の配置について、さらに説明する。
図8は、一実施形態に係る支持部材30における台座部36の配置の例を示す図である。図8は、図6と同様に、太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示す図であり、特に、太陽電池アレイ1のXZ平面に平行な切断面を示す図である。ただし、図8において、一部の部材は、切断面ではなく端面を示してある。図8においてハッチングを付した部材、例えば、フレーム14、桁部32、補強部材40、及び屋根100は、太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示している。一方、図8においてハッチングを付していない部材、例えば、第2固定部34及び台座部36は、切断していない状態の端面を示している。
図8に示すように、支持部材30において、第2固定部34は、桁部32を筋状凸部110に固定している。また、支持部材30において、台座部36は、屋根100の上において第2固定部34とは異なる位置で桁部32を支持している。さらに、支持部材30において、桁部32は、図7に示した補強部材40を支持している。一実施形態において、図8に示すように、台座部36は、第2固定部34が筋状凸部110に固定される位置よりも、補強部材40が桁部32によって支持される位置に近くなるように設置してよい。このように台座部36を設置することで、補強部材40が支持する太陽電池モジュール10の荷重は、屋根100において筋状凸部110が形成されていない箇所に加えられ易くなる。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、台座部36は、桁部32が第2固定部34によって筋状凸部110に固定される位置よりも、桁部32が補強部材40を支持する位置に近くなるように配置されてもよい。
図9は、一実施形態に係る支持部材30における台座部36の配置の他の例を示す図である。図9も、図6と同様に、太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示す図であり、特に、太陽電池アレイ1のXZ平面に平行な切断面を示す図である。ただし、図9において、図8と同様に、一部の部材は、切断面ではなく端面を示してある。
図9に示すように、支持部材30において、第2固定部34は、桁部32を筋状凸部110に固定している。また、支持部材30において、台座部36は、屋根100の上において第2固定部34とは異なる位置で桁部32を支持している。さらに、支持部材30において、桁部32は、図9に切断面を示すフレーム14を支持している。一実施形態において、図9に示すように、台座部36は、第2固定部34が筋状凸部110に固定される位置よりも、桁部32がフレーム14を支持する位置に近くなるように設置してよい。このように台座部36を設置することで、フレーム14が支持する太陽電池モジュール10の荷重は、屋根100において筋状凸部110が形成されていない箇所に加えられ易くなる。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、台座部36は、桁部32が第2固定部34によって筋状凸部110に固定される位置よりも、桁部32がフレーム14を支持する位置に近くなるように配置されてもよい。
(一実施形態に係る弾性部材について)
次に、支持部材30及び/又はフレーム14に弾性部材を付加することができる弾性部材について説明する。
図10は、図2に示した太陽電池モジュール10及び図3に示した支持部材30を示す図である。図10に示すように、一実施形態において、支持部材30の桁部32は、太陽電池モジュール10のフレーム14が当接する箇所に、弾性部材50を備えてもよい。図10に示す例において、支持部材30の桁部32は、その両端部付近において、太陽電池モジュール10のフレーム14が当接する。したがって、この場合、支持部材30の桁部32は、当該両端部付近において、弾性部材50を備えてもよい。弾性部材50は、例えば、ゴム、ウレタン、スポンジ等、クッションとして機能し得る各種の素材で構成してよい。また、一実施形態において、太陽電池モジュール10のフレーム14は、支持部材30の桁部32が当接する箇所に弾性部材50を備えてもよい。この場合、支持部材30の桁部32は弾性部材50を備えなくてもよいし、支持部材30の桁部32も弾性部材50を備えてもよい。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、フレーム14と桁部32との間に介在する弾性部材50を有してもよい。フレーム14と桁部32との間に弾性部材50を介在させることにより、太陽電池モジュール10のフレーム14が支持部材30の桁部32に接触してがたつくことは低減される。また、フレーム14と桁部32との間に弾性部材50を介在させることにより、太陽電池モジュール10のフレーム14が支持部材30の桁部32に接触することによるダメージも軽減される。
(一実施形態に係る台座部の変形例)
次に、一実施形態に係る支持部材30の台座部36の変形例について説明する。
一実施形態において、支持部材30の台座部36は、図6、図8、及び図9に示したような構造又は形状に限定されず、他の構造又は形状としてもよい。
図11は、一実施形態に係る支持部材30の台座部36の変形例を示す図である。図11は、図6と同様に、一実施形態に係る太陽電池アレイ1の支持部材30を示す図である。すなわち、図11は、太陽電池アレイ1を支持部材30の付近で切断した切断面を示す図であり、特に、太陽電池アレイ1のXZ平面に平行な切断面を示す図である。ただし、図11において、図8と同様に、一部の部材は、切断面ではなく端面を示してある。
図11に示すように、一実施形態において、台座部36は凹部38を有してもよい。凹部38は、図11に示すように、台座部36の屋根100に対向する側に形成してよい。図11に示すように、屋根100は、筋状凸部110を有するとともに、筋状凸部110とは別の凸部120を有することもある。ここで、凸部120は、例えば、装飾目的で設けられるものであってもよいし、意匠的要素として設けられるものであってもよいし、補強目的で設けられるものであってもよい。台座部36は、凹部38を有することにより、図11に示すように、屋根100に凸部120が形成されていても、凸部120を回避することができる。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、台座部36は、屋根100に対向する側に凹部38を有してもよい。この場合、凹部38は、屋根100の上において筋状凸部110とは異なる凸部120を受けるようにしてもよい。
(他の実施形態に係る太陽電池アレイ)
次に、他の実施形態に係る太陽電池アレイ1について説明する。
上述した実施形態に係る太陽電池アレイ1は、例えば図4に示したように、屋根100の野地板を構成する面にほぼ平行に設置されている。このような構成を実現するために、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、図4に示したように、複数の第1固定部20及び複数の支持部材30は、いずれも太陽電池モジュール10を屋根100に対して同じ高さ(第1の高さH1)に支持してよい。上述のように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、第1固定部20を複数備えてもよい。この場合、複数の第1固定部20のそれぞれは、フレーム14を屋根100に対して第1の高さH1に固定してもよい。また、支持部材30は、太陽電池モジュール10を屋根100に対して第1の高さH1に支持してもよい。
一方、一実施形態に係る太陽電池アレイ1は、屋根100の野地板を構成する面にほぼ平行に設置される実施形態に限定されない。他の実施形態に係る太陽電池アレイ1は、屋根100の野地板を構成する面に対して傾斜を有するように設置される点で、上述の一実施形態に係る太陽電池アレイと相違してもよい。
図12は、太陽電池アレイ1が屋根100の野地板を構成する面にして傾斜を有するように設置される例を示す図である。図12は、図4と同様に、太陽電池アレイ1を屋根100に設置した状態を示す図である。図12に示す太陽電池アレイ1は、図4に示した太陽電池アレイ1とは異なり、屋根100に対して傾斜を有するように設置されている。このような構成を実現するために、他の実施形態に係る太陽電池アレイ1において、図12に示すように、複数の第1固定部20及び複数の支持部材30は、太陽電池モジュール10を屋根100に対して異なる高さに支持してよい。他の実施形態に係る太陽電池アレイ1は、第1固定部20を複数備えてもよい。この場合、複数の第1固定部20の少なくとも1つ(例えば図12に示す第1固定部20A)は、フレーム14を屋根100に対して第1の高さH1に固定してもよい。また、支持部材30は、太陽電池モジュール10を屋根100に対して第1の高さH1とは異なる第2の高さH2に支持してもよい。さらに、この場合、複数の第1固定部20のいずれか(例えば図12に示す第1固定部20B)は、フレーム14を屋根100に対して第1の高さH1とも第2の高さH2とも異なる第3の高さH3に固定してもよい。
このように、一実施形態に係る太陽電池アレイ1において、複数の第1固定部20の少なくとも1つは、フレーム14を屋根100に対して第1の高さH1に固定してもよい。この場合、支持部材30は、太陽電池モジュール10を屋根100に対して第1の高さH1とは異なる第2の高さH2に支持してもよい。
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、1つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。
例えば、上述した実施形態において、第2固定部34及び台座部36は、桁部32に連結(固定)されるものとして説明した。なお、上述した実施形態において、フレーム14は、桁部32に連結(固定)されるものとしてもよいし、桁部32に連結(固定)されずに、単に桁部32に当接しているものとしてもよい。例えば太陽電池モジュール10に対する積雪荷重が大きくなる傾向にある地域では、風による荷重は小さくなる傾向にあることが多い。このような場合、桁部32がフレーム14に非締結で当接するように構成されれば、太陽電池アレイ1の取付工事の工数を低減し得る。
また、例えば、上述した実施形態において、太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル12及びフレーム14を含むものとして説明した。しかしながら、一実施形態において、太陽電池モジュール10は、例えばフレーム14を含まない構成、すなわち、いわゆるフレームレスのような構成としてもよい。この場合、第1固定部20は、太陽電池モジュール10を筋状凸部110に固定してよい。