JP2004324233A - 太陽電池モジュールの取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の太陽電池モジュールを架台へ取り付け方法では、モジュール枠によって太陽電池パネルを支える構造であったため、積雪や強風等に耐えられるようモジュール枠を強固な構造にする必要があった。
【解決手段】架台３２に固定板３１を取り付け、この固定板３１に接着剤を塗布して、この接着剤により太陽電池モジュール３０の裏面と固定板３１を接着することにより、太陽電池モジュールをその裏面で支えるようにする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールを建造物等に取り付ける場合の取り付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製するが、このような太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また、屋外に太陽電池として取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。
【０００３】
また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいので、複数の太陽電池素子を直並列に接続し、実用的な電気出力が取り出せるようにしている。
【０００４】
このため複数の太陽電池素子を接続し、透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して太陽電池パネルを作成し、これにモジュール枠等を取り付け、この太陽電池モジュールを屋外に設置することが行われている。
【０００５】
図６は、この太陽電池モジュールに用いられるモジュール枠を示す。
【０００６】
同図において、１はモジュール枠の側面部、２は太陽電池パネルを嵌めこむ部分、３はモジュール枠の支柱、４はモジュール枠の底部、５はモジュール枠の空洞部、６は空洞部内のネジ穴、７は取り付け用貫通穴を示す。
【０００７】
太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの外周の各辺をアルミニウム製でモジュール枠の太陽電池パネルを嵌めこむ部分２に嵌めこんだ構造である。
【０００８】
このモジュール枠は、太陽電池モジュールとして必要な機械的強度や耐候性能の確保に必要なほか、太陽電池モジュールを野外に設置する場合の架台と太陽電池モジュールとの固定に必要なものである。そして、モジュール枠の支柱３は、このモジュール枠に必要な強度の強度を確保するために設けられるものである。
【０００９】
また、モジュール枠の空洞部５は太陽電池パネルを嵌めこむ部分２とモジュール枠の支柱３とモジュール枠の側部１とモジュール枠の底部４により囲まれることによりできる部分である。
【００１０】
そして、空洞部５の内部にはモジュール枠同士の固定に用いられるネジ穴６が通常２〜３個程度設けられる。モジュール枠底部４の延出部には太陽電池モジュールを架台に固定するための貫通穴７が１辺のモジュール枠に２〜３個程度設けられる。
【００１１】
図７はこの太陽電池モジュールを一般住宅の屋根に取り付ける従来方法の一例を示したものである（特許文献１の従来技術参照）。
【００１２】
同図において、１１は屋根材、１２は太陽電池モジュールを固定するための架台、１３は太陽電池モジュール、１４は取り付け金具、１５は住宅屋根部分の垂木、１６は母屋、１７は太陽電池モジュール間のカバーを示す。
【００１３】
これらにおいて、瓦やスレートなどで葺かれた屋根材１１上に鉄やステンレスなどで作製された取り付け金具１４を固定する。
【００１４】
この取り付け金具１４の固定は住宅屋根部分の垂木１５や母屋１６にネジ止め等により行われる。この固定された取り付け金具１４に鉄、アルミニウムなどの金属材で作製された架台１２を据え付ける。そして、この架台１２に太陽電池モジュール１３をネジで固定する。このように固定した太陽電池モジュールと太陽電池モジュールの間にはカバー１７を挿入する。
【００１５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０−１６９１２６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような太陽電池モジュールの取り付け方法では、太陽電池モジュール１３をネジにより架台１２に取り付けるため、多くのネジ止めの作業が必要であった。
【００１８】
また、モジュール枠底部４にネジ止め用貫通穴７のための延出部を設けておく必要があるため、この部分のスペースを要し、さらにネジ止めした部分を覆うカバー１７が必要となる。
【００１９】
その上、かかる作業により太陽電池モジュールの取り付けのために手間がかかり、さらに屋根などの太陽電池モジュールの取り付け場所の有効利用ができないことや、モジュール枠にネジ止め用の延出部を設けておく必要があることやカバー１７が必要であることで、コスト上昇の要因となるという課題もあった。
【００２０】
また、上述のような太陽電池モジュールの取り付け方法によれば、太陽電池パネルをモジュール枠で支える構造であるため、太陽電池モジュールを屋外に設置した後に、積雪での加重や強風時の風圧で太陽電池モジュールが変形しないようモジュール枠に支柱３を設けるなど、モジュール枠を強固な構造にする必要があり、これにより、コスト上昇の要因や重量の増加となるなどの問題があった。
【００２１】
本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は簡素なモジュール枠にしてコスト削減と太陽電池モジュールの重量の低減を図り、これによって低コストかつ高信頼性の太陽電池モジュールの取り付け方法を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の他の目的は簡略化した太陽電池モジュールの取り付け方法でもって、その取り付けのための工数や作業時間の削減し、太陽電池モジュール間に設けるカバーを不要とし、さらに屋根などの太陽電池モジュールの取り付け場所を有効利用し、取付コストを削減した太陽電池モジュールの取り付け方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法は、透光性基板と裏面材の間に太陽電池素子を配置した太陽電池モジュールを架台に取り付ける取り付け方法において、前記架台に表面に接着剤を塗布した固定板を設け、次いでこの接着剤により前記太陽電池モジュールの裏面材を前記固定板に固着したことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る太陽電池パネル部分の構造の一例を示す図である。
【００２６】
同図において、２１は透光性基板、２２、２４は充填材、２３は太陽電池素子、２５は裏面材である。
【００２７】
透光性基板２１は厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラス等が多く使用される。
【００２８】
太陽電池素子２３は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などから成り、概略の大きさは、例えば多結晶シリコン太陽電池によれば、およそ１５０ｍｍ角である。
【００２９】
太陽電池モジュール作成時にはこの太陽電池素子の電極とハンダメッキなど施した銅箔などの接続タブを接続し、さらに太陽電池モジュールから所定の電気出力が発生する様に、前記の接続した接続タブにて太陽電池素子を直並列につないだものを用いる。
【００３０】
充填材２２、２４は上述のようにエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）のほかポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とするものが多く用いられる。
【００３１】
裏面材２５は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂などが用いられる。
【００３２】
これらを図１に示すごとく重畳したものをラミネーターと呼ばれる装置で、全体を減圧下で加熱しながら押圧し、そして、一体化して太陽電池パネルを作製する。
【００３３】
図２は本発明に係るモジュール枠と太陽電池パネルを示した図である。
【００３４】
同図において、２６は上述の太陽電池パネル、２７はモジュール枠、２８は枠用接着剤を示す。
【００３５】
モジュール枠２７は、アルミニウム金属材の押し出し成形などで造られ、モジュール枠の外面部はアルマイト塗装などが施される。
【００３６】
また、モジュール枠２７の断面形状はコの字型であり、従来のものに比べて非常に簡素化されている。その底部にシリコンシーラント等の枠用接着剤２８を塗布しておく。これに太陽電池パネル２６を嵌め込み、固定する。
【００３７】
図３は本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け方法を示す図である。
【００３８】
同図において、３０は上述の太陽電池モジュール、３１は固定板、３２は架台、３３はネジを示す。
【００３９】
図４は本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け部の断面を示した図である。同図において、３０，３１，３２，３３は図３に示すごとく、３０は太陽電池モジュール、３１は固定板、３２は架台、３３はネジを示し、さらに３４は接着剤を示す。
【００４０】
太陽電池モジュール３０は、多結晶太陽電池を使用した一般住宅用に使用されるものでは、出力約１６０Ｗ程度で概略の大きさは１３００×１１００ｍｍ程度が一般的である。
【００４１】
架台３２は上述のように鉄、アルミニウムなどの金属材で作製され、瓦やスレートなどで葺かれた屋根材上に取り付け金具を住宅屋根部分の垂木や母屋にネジ止め等により固定し、この取り付け金具に据え付けられる。
【００４２】
固定板３１は鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属材で作製され、平面形状をなす部分と湾曲部を経て他端には取り付け部分を備える形状である。
【００４３】
固定板３１の取り付け部分は、２〜３カ所ネジ３３により架台３２に取り付けられ、また、この平面部分の上側には接着剤３４が塗布される。
【００４４】
接着剤３４は、接着力や耐候性能を考慮して、シリコンシーラントやポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤が適当である。さらにこの接着剤３４により固定板３１と太陽電池モジュール３０の裏面材が接着するように太陽電池モジュール３０を設置する。
【００４５】
そして、このような接着剤３４により太陽電池モジュール３０の裏面材が固定板３１に固着するが、本例においては、そのような固着部分を太陽電池モジュールの上下部分二カ所について行う。
【００４６】
この固定板３１の平面部分の面積は、接着剤３４の接着力等を考慮して決定すればよいが、二カ所の合計の面積が太陽電池モジュールの面積の４分の１から２分の１になるようにするのが最適である。
【００４７】
図５は本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け方法の別の実施例を示した図である。
【００４８】
同図において、３０は太陽電池モジュール、３２は架台、３３はネジ、３４は接着剤、３５は固定板を示す。
【００４９】
本例によれば、固定板３５は平面部分が取り付け部分を挟んでその両側に設けられた形状になっており、架台３２一本での取り付けが可能となり、その結果、比較的小型の太陽電池モジュールを取り付けに最適である。
【００５０】
かくして、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法によれば、太陽電池モジュールを裏面で支えることになるため、積雪や強風においても太陽電池モジュールが変形したり、たわんだりすることがなくなり、その信頼性を著しく高めることができた。
【００５１】
また、本発明によれば、従来方法のようにモジュール枠で太陽電池モジュールを支える必要がないため、モジュール枠を強固な構造にする必要がなくなり、これにより、モジュール枠の構造が簡略化でき、さらにはモジュール枠のないような太陽電池モジュールでも取り付けが可能である。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更や改良を加えることができる。
【００５３】
例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に係る太陽電池モジュールの取り付け方法によれば、従来のようなモジュール枠の取り付け部分が不要となり、モジュール枠底部４にネジ止め用貫通穴７のための延出部を設けておく必要がなくなり、さらにモジュール枠の構造を強固なものにする必要がなくなるため、太陽電池モジュールの軽量化が図れ、さらにコストダウンも可能となる。
【００５５】
さらに、従来のごとき、取り付けに際してモジュール枠を多数ネジ止めするためことがなく、ネジ止めのためのスペースも不要となり、設置場所の有効利用が可能となる。また、ネジ止めした部分を覆うカバー１７が必要となり、部品点数の削減とコストダウンになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部分の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールのモジュール枠と太陽電池パネルを示す分解斜視図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け状態を示した斜視図である。
【図４】本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け部の概略断面図である。
【図５】本発明に係る太陽電池モジュールの架台への取り付け状態の別の実施例を示した概略断面図である。
【図６】従来の太陽電池モジュールに用いられるモジュール枠を示す斜視図である。
【図７】太陽電池モジュールを一般住宅の屋根に取り付ける従来方法の一例を示した説明図である。
【符号の説明】
１；モジュール枠の側面部
２；太陽電池パネル嵌め込み部
３；モジュール枠の支柱
４；モジュール枠の底部
５；モジュール枠の空洞部
６；ネジ穴
７；取り付け用穴
１１；屋根材
１２；架台
１３；太陽電池モジュール
１４；取り付け金具
１５；垂木
１６；母屋
１７；カバー
２１；透光性基板
２２、２４；充填材
２３；太陽電池素子
２５；裏面材
２６；太陽電池パネル
２７；モジュール枠
２８；枠用接着剤
３０；太陽電池モジュール
３１；固定板
３２；架台
３３；ネジ
３４；接着剤

Claims (1)

1. 透光性基板と裏面材の間に太陽電池素子を配置した太陽電池モジュールを架台に取り付ける取り付け方法において、前記架台に表面に接着剤を塗布した固定板を設け、次いでこの接着剤により前記太陽電池モジュールの裏面材を前記固定板に固着したことを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け方法。

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