JPH1054118A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置固定の作業が簡単な太陽電池モジュール
を提供する。 【解決手段】 受光面と反対側面に金属製補強板を有
し、該金属製補強板に支持部材９ａ、９ｂを取付けた太
陽電池モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
に関し、特に設置固定方法の簡素化を実現した太陽電池
モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、太陽電池は、クリーンで非枯
渇性のエネルギー供給源として汎用されており、それ自
体の開発研究も多種多様に行われているが、地上及び屋
根上等の種々の場所への設置にうまく適合する太陽電池
モジュールの開発が盛んに行われている。

【０００３】特に、屋根上への設置という点において、
屋根材としての機能も兼用することのできる屋根材一体
型の太陽電池モジュールの開発は、今後、太陽電池が普
及していくためのコスト低減という点からも有用であ
る。

【０００４】このような屋根材一体型の太陽電池モジュ
ールとしては、以下に述べるような既存の屋根施工法に
適合する太陽電池モジュールの開発検討が行われてい
る。

【０００５】図６および図７は従来の屋根材一体型の太
陽電池モジュールを、建物の屋根に設置施工したところ
を示す断面図である。図６は棟から軒の方向に太陽電池
モジュール中央部を縦断した断面図であり、図７はそれ
と直角な方向で太陽電池モジュール端部を横断した断面
図である。本例は、野地板と太陽電池モジュールの間に
空気流通路を設け、高温に暖められた太陽電池モジュー
ルの熱量をこの流通路を流れる空気に伝導することによ
り、空気を暖め、これを建物の暖房に利用することを特
徴としている。

【０００６】図６および図７において、１３は太陽電池
モジュールであり、その受光面と反対側面（以下、裏面
という）には端子取り出し箱１０が設けられており、こ
の端子取り出し箱１０からは電気出力線１１が出てい
て、その先端にはコネクタ１２が取付けられている。

【０００７】太陽電池モジュール１３は、ステンレス基
板上に形成されたアモルファスシリコン太陽電池を、受
光面側には透光性樹脂フィルムを、裏面側には金属製補
強板をそれぞれ用い、透光性樹脂により樹脂封止して作
製される。この太陽電池モジュール１３を、前記透光性
樹脂フィルム、透光性樹脂、および金属製補強板ごと折
り曲げ加工することにより、図７に示す様な従来よりの
屋根施工法である「瓦棒葺き」工法に適合する形状に作
製する。

【０００８】設置固定の順序としては、野地板７と太陽
電池モジュール１３の間に空間８を形成するために、支
持部材１４ａ、１４ｂを野路板７に不図示の釘により固
定した後、その上に太陽電池モジュール１３を載せ、吊
り子１５をドリルビス１６により固定することにより、
太陽電池モジュール１３を設置固定する。このとき、支
持部材１４ａ間の距離は、従来よりの尺工法であれば４
５５ｍｍ、メートル工法であれば５００ｍｍである。

【０００９】なお、支持部材１４ｂは、太陽電池モジュ
ール１３の中央を支持し、太陽電池モジュール１３の上
に人が乗るようなことがあっても、太陽電池モジュール
１３が変形破壊することがないように、構造強度の補強
の役割を果す。１７はキャップ材で、雨仕舞の機能を果
たす。

【００１０】太陽電池モジュール１３は、太陽光に曝さ
れて８０℃程度までに高温になる。その太陽電池モジュ
ール１３の裏面側の空間８を流通路として流れる空気
は、太陽電池モジュール１３からの熱伝導により暖めら
れながら棟まで昇り、そこで室内に取り入れられ、暖房
に使用されるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、前記支持部材１４ａ、１４ｂは、設置後の太陽電池
モジュール１３の上を人が乗っても変形、破壊すること
のない十分な構造強度を得るために、太陽電池モジュー
ル１３に対して正確な位置に設置固定する必要がある。
即ち、図７に示すように、４５５ｍｍ〜５００ｍｍ程度
の幅を有した太陽電池モジュール１３に対して、両端部
と中央部を正確に支持するよう設置固定する必要があ
る。しかし、支持部材１４ａ、１４ｂの正確な位置への
設置固定作業を足場の悪い屋根上の現場で実施するの
は、非常に煩雑な作業である。

【００１２】また、裏面側に端子取り出し箱１０および
電気出力線１１を設けた太陽電池モジュール１３を設置
する場合には、更に作業が煩雑となる。

【００１３】即ち、端子取り出し箱１０を太陽電池モジ
ュール１３の幅方向の中央以外に設けると、隣接する太
陽電池モジュール１３間で、端子取り出し箱１０同士が
近接した箇所と離れた箇所が混在することとなり、長短
２種類の電気出力線１１が必要となる。よって、端子取
り出し箱１０は、太陽電池モジュール１３をどの向きで
設置してもよいように、通常、太陽電池モジュール１３
の幅方向の中央に設ける。一方、支持部材１４ｂも上述
のように中央に設けるため、図６に示すように、支持部
材１４ｂを分割して設置しなければならない。

【００１４】従って、支持部材１４ｂの設置固定位置に
ついて、端子取出し箱１０とぶつからないように更なる
正確性が要求される。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、前記の目的を達成するものである。即ち、本発明
は、受光面と反対側面に金属製補強板を有し、該金属製
補強板に支持部材を取付けたことを特徴とする太陽電池
モジュールである。

【００１６】該太陽電池モジュールが、受光面と反対側
面に、端子取り出し箱もしくは電気出力線を有する場合
には、端子取り出し箱、電気出力線の少なくとも一方が
支持部材に収納されていることが好ましい。。

【００１７】また、支持部材が電気出力線を係止できる
電気出力線係止部を有することが好ましい。

【００１８】更に、該太陽電池モジュールは、金属製補
強板とモジュール設置部材により空間を形成して設置固
定されることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図３を参照しながら説明する。

【００２０】図１は、本発明の太陽電池モジュールの一
例を示す裏面側、すなわち受光面と反対側の斜視図であ
り、図２は、太陽電池モジュールを設置固定した状態を
示す断面図、図３は、図２のＡ部の部分拡大断面図であ
る。

【００２１】まず、図３を用いて太陽電池パネル１の構
成を述べる。

【００２２】太陽電池パネル１は、光起電力素子２を透
光性樹脂３により樹脂封止したものであり、受光面表面
には透光性樹脂フィルム４を、裏面側には金属製補強板
５を有しており、それぞれ接着積層されているものであ
る。

【００２３】ここで、これらを接着積層する方法として
は、例えば金属製補強板５上にシート状の透光性樹脂
３、光起電力素子２、シート状の透光性樹脂３、透光性
樹脂フィルム４を順次重ね合わせ、加圧脱泡しながら、
シート状の透光性樹脂３を溶融する方法が挙げられる。

【００２４】以下、図１及び図２を用いて本実施形態の
太陽電池モジュールについて説明する。

【００２５】前記のように作製した太陽電池パネル１に
折り曲げ加工を実施して、立ち上がり部６を形成する。

【００２６】次に、太陽電池モジュールを設置固定する
ための支持部材９ａ、９ｂを太陽電池パネル１の金属製
補強板５に接着剤により固定する。この支持部材９ａ
を、図２に示す様に不図示の釘により野地板等のモジュ
ール設置部材１８に固定することによって、空間８を形
成して太陽電池モジュールの設置固定を行う。

【００２７】このとき、太陽電池モジュール間の電気的
接続は、太陽電池パネル１の裏面側に設けられた端子取
り出し箱１０より導出される出力線１１の先端に設けら
れたコネクタ１２を、隣接する太陽電池モジュール間で
接続することにより実施される。

【００２８】太陽電池モジュールに軒部より取り入れら
れた空気は、空間８を流れるうちに、太陽電池パネル１
より熱伝導されて暖められ、棟部より室内に取り入れら
れ暖房のために使われる。

【００２９】以上のように、本発明においては、支持部
材９ａ、９ｂを予め太陽電池パネル１に取り付けるの
で、従来のように、太陽電池モジュールの設置固定場所
に合わせて、モジュール設置部材上の正確な位置に支持
部材を設置固定するという煩雑な作業が必要ない。

【００３０】また、支持部材９ａ、９ｂをモジュール設
置部材１８に固定することによって太陽電池モジュール
の設置固定が実現できるので、従来のような吊り子を不
要にすることができる。

【００３１】次に、各構成要素について以下に説明す
る。

【００３２】（太陽電池パネル１）太陽電池パネルとし
ては特に限定されないが、前述のような、受光面表面に
透光性樹脂フィルム４を有し、透光性樹脂３により光起
電力素子２を樹脂封止することにより作製し、かつ、金
属製補強板５ごと折り曲げ加工することができるもの
が、屋根材一体型太陽電池モジュールとして好適に使用
できる。

【００３３】（光起電力素子２）光起電力素子としては
特に限定されず、例えば単結晶シリコン光起電力素子、
非単結晶光起電力素子、具体的には多結晶シリコン光起
電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅イン
ジウムセレナイド光起電力素子、化合物半導体光起電力
素子等が挙げられるが、好ましくは非単結晶光起電力素
子である。より好ましくは、可撓性を有する光起電力素
子であり、特に好ましくは、ステンレス基板上に形成さ
れたアモルファスシリコン光起電力素子である。

【００３４】可撓性を有した光起電力素子を用いること
により、屋根上での設置作業等で、太陽電池モジュール
の上に乗ったりすることがあっても、光起電力素子が割
れて破壊するようなことがなく、屋根材一体型太陽電池
モジュールに、非常に好適である。また、アモルファス
は単結晶と比べて熱によって変換効率が低下することが
なく、屋根材一体型太陽電池として好適に用いられる。

【００３５】（透光性樹脂３）透光性樹脂は光起電力素
子２の封止または接着用に用いらる。具体的には、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチ
ラール、シリコーン樹脂等が挙げられるが、これに限ら
れるものではない。

【００３６】（透光性樹脂フィルム４）透光性樹脂フィ
ルムは、耐候性を有したものが好ましく、例えば、フッ
素樹脂フィルムなどが適している。

【００３７】さらに、曲げ加工および受光面表面に凹凸
を形成する際に、フィルムが伸びることによりフィルム
に破断および亀裂が発生しないように、フィルムの伸び
率が２５０％以上であるものが好ましい。２５０％未満
では、太陽電池パネル１を折り曲げる際に亀裂が入るお
それがある。

【００３８】（金属製補強板５）金属製補強板について
は、耐候性、耐食性、折り曲げ加工性に優れるものが好
ましい。例えば、亜鉛メッキ鋼板やそれらの上にさらに
フッ素樹脂や塩化ビニルなどの耐候性物質を有した鋼板
や、ステンレス鋼板等が挙げられる。

【００３９】（支持部材９）支持部材については、太陽
電池パネル１を構造強度的に十分に補強できるものであ
れば特に限定されないが、太陽電池パネル１とモジュー
ル設置部材１８との間に空間８を形成できるものが好ま
しい。

【００４０】材質に関しては、太陽電池パネル１が８０
℃程度まで熱せられることを考慮して、８０℃程度での
耐熱性、および加工性、耐腐食性などを有することが好
ましく、例えば金属、木材、耐熱性を有した樹脂などが
挙げられる。

【００４１】形状に関しても、直方体等のブロック形状
のものでも、断面がＨもしくはＩなどの形状を有した長
尺部材でも、前記機能を果たすことのできるものなら特
に限定はないが、端子取り出し箱１０、電気出力線１１
の少なくとも一方を収納できる形状が好ましい。

【００４２】尚、支持部材には、電気出力線を係止する
ことのできる電気出力線係止部を設けてもよい。

【００４３】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００４４】（実施例１）本実施例の太陽電池モジュー
ルは、図４に示すように、裏面側に設けた端子取り出し
箱１０が、支持部材９ｃの内側に収納されていることを
特徴とするものであり、ここに特記しない点に関しては
前記実施形態例と同様に作製したものである。

【００４５】光起電力素子２としては、厚さ１２５μｍ
のステンレス基板を有したアモルファスシリコン光起電
力素子を、透光性樹脂フィルム４として、厚さ５０μｍ
の無延伸タイプのフッ素樹脂フィルム（デユポン製『テ
フゼル』）を、透光性樹脂３としてはＥＶＡ（光起電力
素子２の表裏にそれぞれ厚さ９００μｍを設ける）を、
金属製補強板５としては厚さ０．４ｍｍのガルバリウム
鋼板（大同鋼板（株）製『耐摩カラーＧＬ』）を使用し
て、これらを順次重ね合わせて、加圧脱泡しながら１５
０℃でＥＶＡを溶融することにより接着積層して太陽電
池パネル１を作製した。

【００４６】尚、金属製補強板５には、予め、端子取り
出し位置に相当する部分に穴があけられており、そこか
ら、＋極および−極の出力端子を取り出した。端子取り
出し部には、保護と防水のためにポリカーボネイト製の
端子取り出し箱１０を設け、そこから先端にコネクタ１
２を有する電気出力線１１を導出した。

【００４７】立ち上がり部６の形成については、通常の
「鋼板用の折り曲げ加工機」により曲げ内Ｒが２ｍｍと
なるように曲げ加工を実施して形成した。支持部材９ａ
は木材により作製し、支持部材９ｃは厚さ１．２ｍｍの
亜鉛メッキ鋼板を断面コ形状に折り曲げて作製した。そ
して、この支持部材９ｃはその内側に前記端子取り出し
箱１０が収納されるように取り付けた。支持部材９ｃは
ともにシリコン系接着剤により、金属製補強板５に接着
固定した。

【００４８】本実施例によれば、端子取り出し箱１０が
支持部材９ｃの内側に収納されているため、たとえ端子
取出し箱１０の存在する部分に荷重がかかっても、太陽
電池モジュールの湾曲が小さく、端子取り出し箱１０の
破損、端子取り出し箱１０と金属製補強板５の接着界面
で接着剥離等を防止できる。

【００４９】（実施例２）本実施例の太陽電池モジュー
ルは、支持部材が電気出力線係止部を有することを特徴
とする。その他、特記しない点に関しては、実施例１と
同様にして作製したものである。

【００５０】図５は本実施例の太陽電池モジュールを裏
面側からみた斜視図である。本実施例の太陽電池モジュ
ールの支持部材９ｄは、電気出力線１１を係止すること
のできる係止部９ｅを有している。

【００５１】本実施例によれば、電気出力線１１が支持
部材９ｄに係止されているので、太陽電池モジュールの
設置固定現場での運搬時等に、電気出力線１１が垂れ下
がり他の物に引っかかる等の不都合がなく、ハンドリン
グ性が非常に良く、作業性を著しく向上できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明においては、裏面側に金属製補強
板を有し、該金属製補強板に支持部材を取り付けたこと
により、設置現場で支持部材を正確な位置に設置固定す
るという非常に煩雑な作業がなくなり、太陽電池モジュ
ールの設置固定の作業を非常に簡素化することができ
る。

【００５３】また、支持部材を野地板などのモジュール
設置部材に設置固定することにより太陽電池モジュール
を設置固定することができるので、従来の太陽電池モジ
ュールを支持部材に設置固定するための吊り子などの固
定部材を削減することができる。

【００５４】さらに、受光面裏面側に、電極端子取り出
しのための端子取り出し箱、もしくは電気出力線を有す
る場合には、端子取り出し箱、もしくは電気出力線の少
なくとも一方を支持部材に収納することにより、端子取
り出し箱を取り付けている近傍部分の太陽電池モジュー
ルの構造強度を向上させることができる。これにより、
太陽電池モジュールを設置固定した後、太陽電池モジュ
ール上に荷重がかかるようなことがあっても、端子取り
出し箱を取り付けている近傍部分の太陽電池モジュール
が湾曲することなく、端子取り出し箱が破壊したり、金
属製補強板との接着界面での剥離が発生したりすること
はない。

【００５５】その上、支持部材が、電気出力線を係止す
るようにしたことにより、電気出力線が垂れ下がること
がなく、ハンドリング性が非常に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す裏面
側の斜視図である。

【図２】本発明の太陽電池モジュールの設置状態の一例
を示す断面図である。

【図３】図２のＡ部の部分拡大図である。

【図４】実施例１の太陽電池モジュールの裏面側の斜視
図である。

【図５】実施例２の太陽電池モジュールの裏面側の斜視
図である。

【図６】従来の太陽電池モジュールの設置状態を示す断
面図である。

【図７】従来の太陽電池モジュールの設置状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池パネル ２ 光起電力素子 ３ 透光性樹脂 ４ 透光性樹脂フィルム ５ 金属製補強板 ６ 立ち上がり部 ７ 野地板 ８ 空間 ９ａ〜９ｄ 支持部材 ９ｅ 係止部 １０ 端子取り出し箱 １１ 電気出力線 １２ コネクタ １３ 太陽電池モジュール １４ 支持部材 １５ 吊り子 １６ ドリルビス １７ キャップ材 １８ モジュール設置部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光面と反対側面に金属製補強板を有
   し、該金属製補強板に支持部材を取付けたことを特徴と
   する太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 受光面と反対側面に、少なくとも端子取
   り出し箱、もしくは電気出力線を有し、かつ端子取り出
   し箱、電気出力線の少なくとも一方が支持部材に収納さ
   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。
3. 【請求項３】 支持部材が電気出力線係止部を有するこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジ
   ュール。
4. 【請求項４】 金属製補強板とモジュール設置部材によ
   り空間を形成して設置固定されることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。