CN102623525B - 太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池组件，其具有：排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板(20)；配设在太阳能电池板(20)的背面的加强框架(3)；配置在太阳能电池板(20)与加强框架(3)之间的缓冲材料(31)，缓冲材料(31)的与太阳能电池板(20)相向的第1主面为平坦面，与加强框架(3)相向的第2主面为向加强框架(3)的长度方向弯曲、将加强框架(3)侧形成为凸状的弧状截面的曲面。

Description

太阳能电池组件

本申请是三菱电机株式会社于2011年10月21日提出的发明名称为“太阳能电池组件”、申请号为200980158892.5的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及设置于住宅或大厦等的建筑物、利用太阳光进行发电的太阳能电池组件。

背景技术

作为太阳能电池组件存在如下的结构，即，在受光面侧配置透明基板(玻璃)，在该透明基板的背面侧排列配置串联或者并联的多个太阳能电池单元，通过封固树脂密封这些多个太阳能电池单元而构成太阳能电池板，并且在该太阳能电池板的周缘部安装有框架。

太阳能电池组件一般设置于住宅或大厦等的建筑物而暴露于风雨中。太阳能电池组件，由于是在这样的严酷的环境下使用的产品，所以相对于风载荷或积雪载荷的强度是表示产品品质的指标之一。近年来，为了降低每单位输出的价格，或者为了缩短施工作业所花费的时间以及接线作业所花费的时间，而推进太阳能电池组件的大型化。由于该大型化，太阳能电池板的特别是透明基板的耐载荷性能降低。

在太阳能电池组件上，以向铅直下方下压的方式作用因堆积在表面上的积雪等而产生的积雪载荷，因此太阳能电池组件朝向下方弯曲。作为该对策，除了包围太阳能电池板的周围4边的框架之外，还已知有设置加强框架的技术，所述加强框架在太阳能电池板的背面以架设在框架之间的方式配设，从背面支承太阳能电池板。在这样的结构中，能够期待在施加载荷时降低透明基板变形量。

另外，在这样地在板的背面具有上述加强框架的太阳能电池组件中，为了进一步防止因板背面与加强框架的碰撞或摩擦而引起的底面片材的磨损或单元的破损，在板背面安装有缓冲材料。通过形成这样的结构，组件背面不会直接与加强框架接触，因此能够防止组件背面的破损或磨损(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-6625号公报

专利文献2：国际公开第2008/139609号

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于在专利文献1中提出的缓冲材料为弹性体，所以在向组件施加的载荷增加时，加强框架埋没于缓冲材料中，在没有配置缓冲材料的部位，组件与加强框架接触，因此要求改善这种状况。另外，弹性体的缓冲材料，相对于风压等的振动载荷，因与加强框架的反复摩擦而有可能造成磨损，因此要求改善这种状况。

为了解决上述问题，在专利文献2中所提出的太阳能电池组件中，具有由硬质材料制作的缓冲材料。但是，由于在大致刚体的太阳能电池板与加强框架之间，***由硬质材料制作的、单纯的长方体那样的结构的缓冲材料，因此有时在缓冲材料端部集中局部应力。若发生该局部应力的集中，则有可能引起太阳能电池板的特别是以玻璃作为材料的层的破损，有时导致组件的耐载荷性低下，因此要求改善这种状况。

本发明就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件能够缓和在缓冲材料端部产生的局部应力的集中，能够抑制太阳能电池板的特别是将玻璃作为材料的层(透明基板)的破损，由此能够改善组件的耐载荷性低下。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题、实现目的，本发明的第1方案的太阳能电池组件的特征在于，具有：排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板；配设在太阳能电池板的背面的加强框架；配置在太阳能电池板与加强框架之间的缓冲材料，缓冲材料的与太阳能电池板相向的第1主面为平坦面，与加强框架相向的第2主面为向加强框架的长度方向弯曲、将加强框架侧形成为凸状的弧状截面的曲面。

另外，本发明的第2方案的太阳能电池组件的特征在于，具有：排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板；配设在太阳能电池板的背面的加强框架；配置在太阳能电池板与加强框架之间的缓冲材料，缓冲材料的与太阳能电池板相向的第1主面为平坦面，在与加强框架相向的第2主面上，形成有在与加强框架正交的方向上延伸的多个凸部，平滑地连结多个凸部的棱角线的曲面为将加强框架侧形成为凸状的弧状截面的曲面。

另外，在此，截面弧状的曲面可以为大致弧状截面的曲面，也包括例如如下的结构，即，在曲面的中途包括局部平滑地连续的平面。

并且，本发明的第3方案的太阳能电池组件的特征在于，具有：排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板；配设在太阳能电池板的背面的加强框架；配置在太阳能电池板与加强框架之间的缓冲材料，缓冲材料的与太阳能电池板相向的第1主面为平坦面，在与加强框架相向的第2主面的加强框架的长度方向两端部的至少中央部分别设置有切口。

另外，本发明的第4方案的太阳能电池组件的特征在于，具有：排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板；配设在太阳能电池板的背面的加强框架；配置在太阳能电池板与加强框架之间的缓冲材料，缓冲材料形成为在加强框架的长度方向伸缩并在厚度方向具有弹性的折皱状。

发明的效果

根据本发明的太阳能电池组件，缓冲材料分别具有特征性的形状，能够缓和在太阳能电池板和缓冲材料之间产生的局部应力的集中。另外，能够抑制太阳能电池板的特别是以玻璃作为材料的层的破损，由此具有能够改善组件的耐载荷性低下的效果。

附图说明

图1是表示本发明的太阳能电池组件的组装的初期工序的状态的立体图。

图2是表示从背面向中间组装体安装加强框架的状态的立体图，所述中间组装体在太阳能电池板的外缘部安装有框状框架。

图3是表示加强框架向中间组装体的安装完成了的状态的立体图。

图4是表示本发明的太阳能电池组件的实施方式1的缓冲材料夹持设置在太阳能电池板与加强框架之间的状态的立体图。

图5是表示从三个方向观察实施方式1的缓冲材料的状态的图。

图6是为了说明而表示的图，是相当于沿着图3的A-A线的向视截面的图，表示在具有以往的缓冲材料的结构中，积雪载荷的作用点与加强框架的反力的作用点一致的状态。

图7是表示通过实施方式1的缓冲材料分散来自加强框架侧的反力的状态的模式图。

图8是表示本发明的太阳能电池组件的实施方式2的缓冲材料夹持设置在太阳能电池板与加强框架之间的状态的立体图。

图9是表示从三个方向观察实施方式2的缓冲材料的状态的图。

图10是表示通过实施方式2的缓冲材料分散来自加强框架侧的反力的状态的模式图。

图11是本发明的太阳能电池组件的实施方式3的缓冲材料的立体图。

图12是表示通过实施方式3的缓冲材料分散来自加强框架侧的反力的状态的模式图。

图13是本发明的太阳能电池组件的实施方式4的缓冲材料的立体图。

图14是表示从三个方向观察实施方式4的缓冲材料的状态的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的太阳能电池组件的实施方式进行详细说明。另外，该实施方式并不限定本发明。

实施方式1.

图1是表示本发明的太阳能电池组件的组装的初期工序的状态的立体图。图2是表示从背面向中间组装体安装加强框架的状态的立体图，所述中间组装体在太阳能电池板的外缘部安装有框状框架。图3是表示加强框架向中间组装体的安装完成了的状态的立体图。

太阳能电池组件具有：大致矩形平板状的太阳能电池板20；固定在太阳能电池板20的背面的缓冲材料31；遍及全周地围绕太阳能电池板20的外缘部的矩形框状的框状框架10；安装于框状框架10的加强框架3。缓冲材料31固定在夹持于太阳能电池板20与加强框架3之间的位置。

如图1所示，太阳能电池板20通过纵横排列多个太阳能电池单元15而构成、形成为大致矩形平板状。框状框架10由相向的一对长边框架1、1和连接于该长边框架1、1的两端部之间的一对短边框架2、2构成。一对长边框架1、1和一对短边框架2、2相互连结而形成为矩形框状的框状框架10。

如图2所示，缓冲材料31利用例如铝或者硬质树脂等的硬质材料制作而成、形成为大致平板状，并且固定在太阳能电池板20的背面。在长边框架1、1的背面中央部分别设置有加强框架3嵌合用的切口。加强框架3以两端部从背面侧落入该嵌合切口的方式组装在该长边框架1、1上。另外，在太阳能电池板20的背面设置有端子盒20a和从该端子盒20a延伸的电缆20b。

如图3所示，加强框架3以架设在框状框架10的相向的长边框架1、1的方式安装于框状框架10。加强框架3安装于在与太阳能电池板20之间夹持缓冲材料31的位置。这样，缓冲材料31夹持配置在太阳能电池板20与加强框架3之间，由于缓冲材料31固定在太阳能电池板20的背面，所以不会移动、脱落。

图4是表示本发明的太阳能电池组件的实施方式1的缓冲材料夹持设置在太阳能电池板与加强框架之间的状态的立体图。图5是表示从三个方向观察实施方式1的缓冲材料的状态的图。如图4以及图5所示，与太阳能电池板20相向的第1主面，以与太阳能电池板20平坦接触的方式形成为大致平坦的平坦面31a。另一方面，与加强框架3相向的第2主面成为圆弧状截面的曲面31b。圆弧状截面的曲面31b是向加强框架3的长度方向弯曲、将加强框架3侧形成为凸状的圆弧状截面的曲面。即，圆弧状截面的曲面31b是由具有与加强框架3正交的中心轴的圆筒形的一部分构成那样的弯曲面。另外，圆弧状截面的曲面31b，弯曲到与平坦面31a相连的位置。即，本实施方式的缓冲材料31在加强框架3的长度方向不具有端面。

图6是为了说明而表示的图，是相当于沿着图3的A-A线的向视截面的图，表示在具有以往的缓冲材料的结构中，积雪载荷的作用点与加强框架的反力的作用点一致的状态。在图6中，在以往的太阳能电池组件中，在太阳能电池板20与加强框架3之间配设有单纯的长方体形状的缓冲材料41。

例如，在太阳能电池板20的整个面上堆积雪、该雪作为积雪载荷F而作用在太阳能电池板20上的情况下，太阳能电池板20遍及整体而弯曲。此时，太阳能电池板20的周围4侧边由框状框架10支承，另外中央部由缓冲材料41支承、各自的位置不变，因此其它部分以沉入的方式变形。因此，在缓冲材料41为单纯的长方体形状的情况下，在缓冲材料41的端面部等处集中局部应力。详细地说，在缓冲材料41的长度方向端面41a的太阳能电池板20侧的边(进一步详细地说为该边的中央部)上集中局部应力。因此，在该局部应力集中点P的部分，太阳能电池板20的特别是以玻璃作为材料的层有时发生破损。

图7是表示通过本实施方式的缓冲材料31分散来自加强框架3侧的反力的状态的模式图。在图7中，根据本实施方式的缓冲材料31，太阳能电池板20侧的第1主面为平坦面31a，加强框架3侧的第2主面为圆弧状截面的曲面31b，因此，相对于积雪载荷F的来自于加强框架3的反力沿着圆弧状截面的曲面31b被分散，不会集中于1点。

根据本实施方式的太阳能电池组件，如上述那样，能够缓和在太阳能电池板20与缓冲材料31之间产生的局部应力的集中。另外，能够抑制太阳能电池板20的特别是以玻璃作为材料的层的破损，由此能够改善组件的耐载荷性低下。

另外，缓冲材料31的第1主面可以为大致平坦面31a，也可以与太阳能电池板20宽阔且平坦地接触。另外，本实施方式的缓冲材料31的第2主面，虽然如上所述为圆弧状截面的曲面31b，但并不局限于圆弧，若为平滑地描绘出弧的曲面，则也能够获得大致同样的效果。并且，圆弧状截面的曲面31b可以为大致圆弧状截面的曲面，例如为在曲面的中途包含部分地平滑地连续的平面的形状，也能够获得大致同样的效果。

实施方式2.

图8是表示本发明的太阳能电池组件的实施方式2的缓冲材料夹持设置在太阳能电池板与加强框架之间的状态的立体图。图9是表示从三个方向观察实施方式2的缓冲材料的状态的图。如图8以及图9所示，在本实施方式的缓冲材料32中，与太阳能电池板20相向的第1主面，以与太阳能电池板20平坦接触的方式形成为大致平坦的平坦面32a。

另一方面，在与加强框架3相向的第2主面上，形成有在与加强框架3正交的方向延伸的多个凸部32b，平滑地连结这些多个凸部32b的棱角线(顶面)的曲面，成为将加强框架3侧形成为凸状的圆弧状截面的曲面32b。各凸部32b的间隔形成为适当的间隔，以使太阳能电池板20不进入槽内而变形。另外，设置于最端部的凸部32b，其截面为大致三角形状，且其顶面与平坦面31a相连。即，本实施方式的缓冲材料32在加强框架3的长度方向不具有端面。其它的结构与实施方式1相同。

图10是表示通过实施方式2的缓冲材料32分散来自加强框架3侧的反力的状态的模式图。加强框架3与缓冲材料32的凸部32b的棱角线(顶面)接触，向加强框架3的长度方向弯曲，成为将太阳能电池板20侧形成为凹状的圆弧状截面的曲面。因此，来自加强框架3侧的反力R，被沿着该圆弧状截面的曲面分散。因此，能够获得与实施方式1的装置大致同样的效果。另外，根据本实施方式的缓冲材料32，由于减少了用于形成槽的部分的材料，所以能够实现成本降低。

另外，缓冲材料32所形成的曲面，并不局限于圆弧状截面的曲面，若为平滑地描绘出弧的曲面，则也能够获得大致同样的效果。

实施方式3.

图11是本发明的太阳能电池组件的实施方式3的缓冲材料的立体图。图12是表示通过实施方式3的缓冲材料分散来自加强框架侧的反力的状态的模式图。本实施方式的缓冲材料33，形成为大致长方体的平板状，与太阳能电池板20相向的第1主面为平坦面33a。另外，在与加强框架3相向的第2主面的加强框架3的长度方向两端部的中央部，分别设置有切口33b。换言之，切口33b设置在加强框架3的长度方向两端面的加强框架3侧的边的中央部。即，切口33b设置在与以往存在局部应力集中点P(图6)的加强框架3的长度方向两端面的太阳能电池板20侧的边相向的边的中央部。

根据这样的结构的缓冲材料33，在与以往存在局部应力集中点P的边相向的边的中央部设置切口33b。即，在该部分不存在缓冲材料。因此，在应力作用时，以往存在局部应力集中点P的端部，稍微向切口33b侧退避。因此，集中于局部应力集中点的来自于加强框架3侧的反力，如图12所示，向短边方向两端部方向分散。由此，抑制太阳能电池板20的损伤。

另外，切口33b若设置在用于形成与加强框架3的长度方向交叉的缓冲材料33的两端面(两个面)的各四个边中的加强框架3侧的边的至少中央部，则具有效果，遍及上述两端面的太阳能电池板20侧的边的全长设置，也能够获得大致同样的效果。但是，在上述两端面的太阳能电池板20侧的边上设置切口33b的情况下，若过大地形成切口33b，则缓冲材料33与太阳能电池板20的接触面积减小，只能够获得小的使用缓冲材料的效果。

实施方式4.

图13是表示本发明的太阳能电池组件的实施方式4的缓冲材料的立体图。图14是表示从三个方向观察本实施方式的缓冲材料的状态的图。本实施方式的缓冲材料34整体形成为折皱状。在本实施方式的缓冲材料33中，在与太阳能电池板20相向的第1主面和与加强框架3相向的第2主面这两个主面整体上，形成有沿着加强框架3的宽度方向延伸的多个褶部34a，沿着加强框架3的长度方向伸缩，并且在厚度方向具有弹性。

这样的结构的缓冲材料34，若从太阳能电池板20侧或者从加强框架3侧施加按压力，则与该力的大小相对应地向加强框架3的长度方向延伸。并且，与此同时向厚度方向收缩。由此，太阳能电池板20缓缓地弯曲，缓和与加强框架3之间的应力集中，因此能够降低太阳能电池板20的损伤。

另外，上述实施方式1～4的缓冲材料31～34，在太阳能电池板20与加强框架3之间设置有1个，但缓冲材料31～34也可以在加强框架3的长度方向配设多个。作为一例，多个缓冲材料31～34，在加强框架3的长度方向空开规定的间隔地进行配设。由此，能够使太阳能电池板20的变形更小，能够防止太阳能电池板20与加强框架3的接触，因此能够更切实地防止太阳能电池板20的损伤。

产业上的利用可能性

如以上那样，本发明的太阳能电池组件，用于设置于住宅或大厦等的建筑物的太阳能电池组件，尤其是适用于设置于积雪多的地方或产生激烈的风雨的地方的太阳能电池组件。

符号说明

1 长边框架

2 短边框架

3 加强框架

10 矩形的框状框架

15 太阳能电池单元

20 太阳能电池板

20a 端子盒

20b 电缆

31～34 缓冲材料

31a，32a，33a 平坦面

31b 圆弧状截面的曲面

32b 凸部

33b 切口

34a 褶部

41 以往的缓冲材料

41a 端面

P 局部应力集中点

Claims (3)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，具有：

排列包括透明基板的太阳能电池单元而形成的太阳能电池板；

配设在上述太阳能电池板的背面的加强框架；

配置在上述太阳能电池板与上述加强框架之间的缓冲材料，

上述缓冲材料具有在上述加强框架的宽度方向上延伸的多个褶部，形成为在上述加强框架的长度方向伸缩并在厚度方向具有弹性的折皱状。

2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，上述缓冲材料固定在上述太阳能电池组件的背面。

3.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于，缓冲材料在加强框架的长度方向配设有多个。