JP5791803B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

従来、太陽電池モジュールに設けられている太陽電池パネルは、ガラスなどの透光性パネルにセルと称される発電素子を並べて構成されている。太陽電池モジュールとしては、例えば、受光面と反対側の比較的重い補強板、例えばガラス板や金属板を省略して可撓性を持たせた太陽電池パネルを適用し、太陽電池パネルの外縁部を枠状フレームで囲うものがある。太陽電池パネルのうち受光面と反対側の裏面には、補強部材として、枠状フレームに両端を嵌合させたリブが設けられる（例えば、特許文献１参照）。補強板に代えてリブを適用することで、太陽電池モジュールは軽量化を図り得る。また、太陽電池モジュールとして、例えば、枠状フレームを省略し、裏面にレール状の補強部材が貼り付けられた太陽電池パネルを適用するものがある（例えば、特許文献２参照）。枠状フレームを省略することで、太陽電池モジュールは、部品点数を少なくでき、さらに軽量化を図り得る。

特開２００６−２６９６０９号公報 特開２０１１−１８５０３０号公報

裏面に接着された補強部材によって太陽電池パネルを保持する構成では、何らかの不測の原因により太陽電池パネルと補強部材との接着が脆弱になった場合に、太陽電池パネルの十分な支持が困難となる。太陽電池モジュールは、補強部材から太陽電池パネルが外れるような事態においても、太陽電池パネルの脱落を阻止することが求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、軽量化を可能とし、かつ太陽電池パネルの脱落を阻止可能とする太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光面を備える太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルのうち前記受光面とは反対側の裏面に接合され、前記太陽電池パネルを補強し保持するレール状の保持部材と、前記保持部材のうち、前記保持部材の長手方向における端部に固定され、前記保持部材による前記太陽電池パネルの保持を補助する補助部材と、前記補助部材を前記保持部材に固定する固定部材と、を有し、前記補助部材は、前記固定部材により前記保持部材に固定された前記裏面側の位置から前記太陽電池パネルの縁を経て前記受光面側へと立設させた部分から、前記受光面に対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ形状を備えることを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池モジュールは、重い補強板に代えてレール状の保持部材によって太陽電池パネルを保持および補強することで、軽量化を図り得る。補助部材は、折り曲げ形状として保持部材の端部に設けられることで、太陽電池パネルの脱落に対抗する機能を果たし得る。太陽電池モジュールは、補助部材を適用することで、保持部材による太陽電池パネルの保持が困難となった場合であっても太陽電池パネルの脱落を阻止することが可能となる。これにより、太陽電池モジュールは、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネルの脱落を阻止できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの裏面側における斜視図である。 図２は、太陽電池パネルの断面構成を示す模式図である。 図３は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。 図４は、補助部材の斜視図である。 図５は、補助部材および太陽電池パネルを取り除いた場合における保持部材の端部を示す斜視図である。 図６は、架台に固定された太陽電池モジュールの斜視図である。 図７は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。 図８は、補助部材の変形例を示す斜視図である。 図９は、図８に示す補助部材の適用例を示す側面図である。 図１０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの裏面側における斜視図である。 図１１は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。 図１２は、補助部材の斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。 図１４は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。 図１５は、本発明の実施の形態５にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す断面図である。 図１６は、本発明の実施の形態６にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの裏面側における斜視図である。太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２およびレール状の保持部材３を備える。保持部材３は、パネルとしての剛性を高めるための補強板や、パネルの縁全体を覆う枠状のフレームに代わって、太陽電池パネル２を補強し保持する。端子ボックス４は、電線を接続するための端子を収納する。

図２は、太陽電池パネルの断面構成を示す模式図である。太陽電池パネル２は、太陽電池セル５、透光性パネル６、バックフィルム７および封止材８を備える。太陽電池パネル２は、例えば、封止材８により太陽電池セル５をラミネートした結晶系の太陽電池パネルである。太陽電池セル５は、光電変換機能を有する。封止材８は、太陽電池セル５の両面を封止する。封止材８は、例えばエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）などとする。

透光性パネル６は、太陽電池パネル２の受光面２ａを構成する。透光性パネル６は、透光性部材、例えば熱強化ガラスの板とする。バックフィルム７は、太陽電池パネル２のうち受光面２ａとは反対側の裏面２ｂ側に設けられている。なお、太陽電池パネル２は、結晶系の太陽電池パネルであるほか、ガラスに直接発電層を成膜した薄膜形太陽電池パネルなどとしても良い。

図１に示す保持部材３は、太陽電池パネル２の裏面２ｂに接合されている。１枚の太陽電池パネル２に対して、２本の保持部材３が設けられている。２本の保持部材３は、太陽電池パネル２がなす矩形のうち互いに対向する２辺に平行な方向を長手方向とし、かつその２辺から離れた位置にそれぞれ配置されている。

保持部材３は、例えば、筒状体とする。保持部材３は、筒状体の一つの面が太陽電池パネル２の裏面２ｂに接合されている。保持部材３は、例えば、アルミニウムを材料として構成されている。保持部材３は、酸化に強いアルミニウムを材料とすることで、錆による劣化を抑制可能とする。

保持部材３は、例えば押出成形により作製される。押出成形を用いることで、安価かつ高い強度の保持部材３を用意することができる。保持部材３は、押出成形により、長手方向におけるいずれの位置においても、長手方向に垂直な断面が同一の形状をなして作製される。

太陽電池パネル２と保持部材３との接合には、例えば接着剤を用いる。太陽電池パネル２と保持部材３とは一般的に材料が異なり、熱変形量が異なることから、互いの接着部分には負荷が発生することとなる。接着部分の負荷を緩和するために、接着剤としては柔軟性を備えるものが好ましい。また、太陽電池モジュール１は、例えば１０年以上などの長期に渡って使用されることから、接着剤としては経年劣化が少なく安定であるものが望まれる。このような観点から、接着剤としては、例えばシリコン系の接着剤を使用する。なお、太陽電池パネル２と保持部材３との接合には、接着剤以外のもの、例えば両面テープ等を用いても良い。

保持部材３における接着面の幅は、例えば２０ｍｍとする。保持部材３のうち太陽電池パネル２の裏面２ｂとの接着面の面積は、接着強度に応じて規定されるものとし、接着方式に応じて適宜変更しても良い。保持部材３における接着面の幅は、例えば２０ｍｍから６０ｍｍ程度の間に設定される。さらに、保持部材３は、太陽電池パネル２の十分な補強を可能とするために、接着面に垂直な方向の高さが例えば２０ｍｍから６０ｍｍ程度の間に設定される。

図３は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。図４は、補助部材の斜視図である。図５は、補助部材および太陽電池パネルを取り除いた場合における保持部材の端部を示す斜視図である。補助部材１０は、保持部材３のうち、保持部材３の長手方向における端部に固定されている。補助部材１０は、保持部材３による太陽電池パネル２の保持を補助する。ネジ１１は、保持部材３に補助部材１０を固定する固定部材である。ネジ１１は、補助部材１０に形成されているネジ穴１２を貫通し、先端部が保持部材３のネジ穴１６内に到達するまで締め込まれている。

補助部材１０は、板材が略直角に折り曲げられた折り曲げ形状をなす。補助部材１０は、ネジ１１により保持部材３に固定された裏面２ｂ側の位置から太陽電池パネル２の縁２ｃを経て受光面２ａ側へと立設させた部分から、受光面２ａに対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ形状を備える。

裏面２ｂと保持部材３の接着面１５とを接着する接着剤あるいは接着テープからなる接着層については、図示を省略している。接着層は、接着方式に応じて厚さが大幅に変化する。補助部材１０は、長期に渡って太陽電池パネル２の保持を補助可能とするために、腐食に強い金属、例えば、アルミニウム、ステンレスおよび亜鉛メッキ鋼板などにより構成されたものとする。補助部材１０は、例えば、厚さ１０ｍｍ程度に対し長さ２０ｍｍ程度として構成されている。なお、補助部材１０の形状および寸法は任意とする。

ネジ穴１６は、接着面１５を含み保持部材３を構成する板状部分のうち、接着面１５とは反対側の内面に形成されている。かかる板状部分には、保持部材３の端部から太陽電池パネル２の縁２ｃの位置までを切り欠いてなる切り欠き部１４が形成されている。補助部材１０は、切り欠き部１４において太陽電池パネル２の縁２ｃに対向させた状態で、ネジ穴１２および１６へネジ１１を挿入することにより固定されている。

保持部材３のうち、接着面１５を含む板状部分に対向する板状部分には、ボルト穴１３が形成されている。ボルト穴１３には、太陽電池パネル２を支持する架台に保持部材３を固定するためのボルト（図示省略）を貫通させる。

太陽電池モジュール１は、重い補強板に代えてレール状の保持部材３によって太陽電池パネル２を保持および補強することで、軽量化を図り得る。また、枠状フレームを省略することで、太陽電池モジュール１は、部品点数を少なくでき、さらに軽量化を図り得る。太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２の裏面２ｂに接着された保持部材３が架台に固定されることで、架台に支持される。

図６は、架台に固定された太陽電池モジュールの斜視図である。太陽電池モジュール１は、保持部材３を介して架台５０に固定されている。架台５０は、地面や屋根などに設置されている。ここでは、架台５０の構成や、架台５０に保持部材３を固定する構成についての詳細な説明を省略する。

太陽電池モジュール１の通常の使用環境下において、太陽電池パネル２の裏面２ｂと保持部材３との接着は、十分に維持され得る。ただし、何らかの不測の事態が発生した場合に、かかる接着が脆弱になることがあり得る。不測の事態とは、例えば、近隣の化学工場の事故により、接着剤を劣化させる性質の化学物質が太陽電池モジュール１にまで及ぶ場合など、通常では想定できないような出来事を指すものとする。また、樹脂などからなる接着剤は、火災などにより高温にさらされた場合に、変性により接着力が大幅に低下することにもなる。

折り曲げ形状とした補助部材１０は、このような不測の事態により太陽電池パネル２が保持部材３から外れた場合に、保持部材３の長手方向に移動する太陽電池パネル２を受け止める。補助部材１０は、保持部材３から太陽電池パネル２が滑り落ちることを阻止する。補助部材１０は、太陽電池パネル２が保持部材３から外れたときのバックアップとして太陽電池パネル２の滑り落ちを阻止することで、保持部材３が担う太陽電池パネル２の保持機能を補助し、太陽電池パネル２の脱落に対抗する機能を果たす。これにより、太陽電池モジュール１は、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の脱落を阻止できるという効果を奏する。

太陽電池モジュール１は、風圧による太陽電池パネル２の変形を、保持部材３によって防ぐこととする。太陽電池パネル２の大幅な変形は、ラミネートされている太陽電池セル５や配線などの破損による発電効率の低下を引き起こすこととなる。ＪＩＳ、ＩＥＣなどには、風圧を模擬した負荷に対する発電効率の低下を評価する認証規格があり、太陽電池モジュール１の構造は、発電効率を基準とした設計がなされている。

本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１は、保持部材３を設けることで、風圧に対抗する強固な構成とするとともに、補助部材１０を設けることで、保持部材３から太陽電池パネル２が外れる事態において太陽電池パネル２の落下を防止することとしている。なお、太陽電池モジュール１を備える太陽発電システムは、太陽電池セル５や配線などの破損による発電効率の低下に応じて、太陽電池パネル２の大幅な変形を速やかに検知可能とする監視システムを備えるものとしても良い。

図７は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。保持部材３のうち切り欠き部１４以外の部分は、長手方向におけるいずれの位置においても、長手方向に垂直な断面がネジ穴１６の形状を含む同一の形状をなす。押出成形により、ネジ穴１６を含む保持部材３を作製することで、保持部材３にネジ穴１６を形成するための追加工を要する場合に対して、太陽電池モジュール１の製造工程数を少なくすることができる。

接着層１７は、補助部材１０と太陽電池パネル２とを接着する。接着層１７としては、例えば接着剤や両面テープを用いる。接着層１７が介在することで、補助部材１０と太陽電池パネル２とは、直接接触しないように設置されている。補助部材１０は、太陽電池パネル２の受光面２ａに対して間を設けて固定されている。

何らかの原因により、保持部材３から太陽電池パネル２が剥離し、保持部材３から引き離される方向の応力が太陽電池パネル２に働いた場合に、補助部材１０は初めて太陽電池パネル２の受光面２ａに接触する。保持部材３から太陽電池パネル２が剥離する事態以外においては太陽電池パネル２に補助部材１０を接触させない構成とすることで、太陽電池モジュール１の製造、搬入および設置の各過程において、補助部材１０の接触による太陽電池パネル２の破損を抑止することができる。

補助部材１０は、太陽電池パネル２が保持部材３から剥離する事態以外においても、接着層１７を介して太陽電池パネル２を保持し、保持部材３による太陽電池パネル２の保持を補助する機能を果たしている。なお、太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２および補助部材１０の間の接着層１７を省略しても、保持部材３から太陽電池パネル２が外れた場合に太陽電池パネル２の脱落を阻止する効果を得ることができる。

なお、補助部材１０に代えて、太陽電池モジュール１を支持する架台５０に、太陽電池パネル２の滑り落ちを防止するストッパーを設ける構成もあり得る。ただし、架台５０には、その構成上、ストッパーを配置することが困難となる場合がある。本実施の形態にように、太陽電池モジュール１の保持部材３に補助部材１０を設けることで、架台５０の構成に関わらず、太陽電池パネル２の脱落を阻止する構成とすることができる。

太陽電池モジュール１は、配線によって接続されていることから、太陽電池パネル２が脱落したとしても、太陽電池パネル２の移動は配線の長さの範囲に限られることとなる。補助部材１０は、配線の長さの範囲に対して太陽電池パネル２の移動範囲を大幅に抑制させることができる。本実施の形態によると、補助部材１０によって太陽電池パネル２の移動範囲を抑制させることで、太陽電池パネル２と周囲の構造物との衝突を防ぎ、太陽電池パネル２およびその周囲の構造物の破損を低減させることができる。

太陽電池パネル２を構成する透光性パネル６（図２参照）は、太陽電池パネル２の裏面２ｂから保持部材３が引き剥がされ補助部材１０から太陽電池パネル２が抜け落ちる場合の応力よりも弱い応力により破壊され得る強度で構成されたものとしても良い。裏面２ｂから保持部材３が剥離し、太陽電池パネル２と補助部材１０との接触部分に大きな応力がかかった場合に、補助部材１０が破壊される前に、応力平衡により透光性パネル６の全体が例えば３０ｍｍ以下の破片にまで分解する。

裏面２ｂから保持部材３が引き剥がされた上に、太陽電池パネル２に大きな風圧がかかった場合、太陽電池パネル２は、吹き飛ばされる前に破壊され、軽量かつ小型の小片となって落下する。これにより、分解前の太陽電池パネル２が吹き飛ばされることにより起こり得る周囲への悪影響を抑制させることができる。太陽電池パネル２が抜け落ちる前に太陽電池パネル２を破壊させることは、太陽電池モジュール１の設置場所が、近隣に建物が存在する場所、例えば都市部や住宅地などである場合に有用である。

なお、透光性パネル６は熱強化ガラスのほか、化学強化ガラスなどとしても良い。化学強化ガラスとして、ガラスの中層まで残留応力を発生させたものを用いることで、軽量かつ小型の小片に分割させることができる。ガラスの選定は、直接破壊して破片のサイズを確認することにより行うことが望ましい。

太陽電池モジュール１は、補助部材１０を十分な強度とし、かつ太陽電池パネル２が滑り落ちないような構造設計が望まれる。本発明の効果を得るには、例えば、太陽電池パネル２に補助部材１０を接着しない状態として、ＪＩＳ等に規定される静圧試験と同様の試験により、太陽電池モジュール１の破壊の態様を確認することを繰り返して、太陽電池モジュール１の構造を決定する。太陽電池モジュール１の設計を変更しながらの試験により、太陽電池モジュール１の破壊が、太陽電池パネル２の破壊、太陽電池パネル２の抜け落ち防止のための補助部材１０を含む構造の破壊、補助部材１０からの太陽電池パネル２の抜け落ち、などのいずれに該当するかを確認する。

図８は、補助部材の変形例を示す斜視図である。図９は、図８に示す補助部材の適用例を示す側面図である。補助部材２０は、２つの挿入部２１を備える。挿入部２１は、保持部材３に形成されている差込穴２２へ挿入可能に形成されている。挿入部２１は、保持部材３に補助部材２０を固定する固定部材として機能する。

補助部材２０は、挿入部２１により保持部材３に固定された裏面２ｂ側の位置から太陽電池パネル２の縁２ｃを経て受光面２ａ側へと立設させた部分から、受光面２ａに対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ形状を備える。補助部材２０は、長期に渡って太陽電池パネル２の保持を補助可能とするために、腐食に強い金属、例えば、アルミニウム、ステンレスおよび亜鉛メッキ鋼板などにより構成されたものとする。補助部材２０は、例えば、厚さ３ｍｍ程度に対し長さ１００ｍｍ程度として構成されている。なお、補助部材２０の形状および寸法は、任意であるものとする。

挿入部２１は、補助部材２０の一部を突出させて構成されている。なお、補助部材２０は、２つの挿入部２１を並列させる構成である場合に限られない。補助部材２０に形成される挿入部２１の数や配置の態様は、適宜変更しても良い。

差込穴２２は、接着面１５（図５参照）を含み保持部材３を構成する板状部分のうち、接着面１５とは反対側の内面に形成されている。補助部材２０は、切り欠き部１４（図３参照）において太陽電池パネル２の縁２ｃに対向させた状態で、差込穴２２へ挿入部２１を挿入することにより固定されている。

保持部材３のうち切り欠き部１４以外の部分は、長手方向におけるいずれの位置においても、長手方向に垂直な断面が差込穴２２の形状を含む同一の形状をなす。押出成形により、差込穴２２を含む保持部材３を作製することで、保持部材３に差込穴２２を形成するための追加工を要する場合に対して、太陽電池モジュール１の製造工程数を少なくすることができる。

補助部材２０は、差込穴２２へ挿入部２１を圧入させることで、保持部材３に固定される。なお、挿入部２１は、接着、溶接、かしめ等の追加加工を経て、差込穴２２に固定することとしても良い。補助部材２０は、差込穴２２への挿入部２１の圧入、あるいは差込穴２２へ挿入部２１を挿入した状態における接着、溶接、かしめ等の簡易な加工により、保持部材３に固定することができる。本変形例の補助部材２０を適用する場合も、太陽電池モジュール１は、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の脱落を阻止することができる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの裏面側における斜視図である。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

太陽電池モジュール３０は、太陽電池パネル２およびレール状の保持部材３１を備える。保持部材３１は、パネルとしての剛性を高めるための補強板に代わって、太陽電池パネル２を補強し保持する。エッジプロテクタ３２は、太陽電池パネル２の縁全体を覆う。なお、太陽電池モジュール３０は、エッジプロテクタ３２を省略しても良い。

保持部材３１は、太陽電池パネル２の裏面２ｂに接合されている。１枚の太陽電池パネル２に対して、２本の保持部材３１が設けられている。２本の保持部材３１は、太陽電池パネル２がなす矩形のうち互いに対向する２辺に平行な方向を長手方向とし、かつその２辺から離れた位置にそれぞれ配置されている。

保持部材３１は、例えば、レール状の凹部を持つ。保持部材３１は、かかる凹部の縁をなす面が太陽電池パネル２の裏面２ｂに接合されている。保持部材３１は、例えば、メッキ鋼板やアルミニウム板などを折り曲げて構成されている。保持部材３１は、メッキ鋼板を用いて構成する場合、アルミニウム板を用いる場合に比べて安価にできる。

図１１は、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。図１２は、補助部材の斜視図である。補助部材３３は、保持部材３１のうち、保持部材３１の長手方向における端部に固定されている。補助部材３３は、保持部材３１による太陽電池パネル２の保持を補助する。

補助部材３３は、板材が２箇所において略直角に折り曲げられた折り曲げ形状をなす。ボルト３４は、保持部材３１に補助部材３３を固定する固定部材である。補助部材３３の一端は、ボルト３４によって、保持部材３１のうち凹部をなす底面部に固定されている。補助部材３３は、ボルト３４により固定された箇所から、太陽電池パネル２の縁２ｃ（図３参照）へ向けて折り曲げられている。また、補助部材３３は、ボルト３４により保持部材３１に固定された裏面２ｂ側の位置から太陽電池パネル２の縁２ｃを経て受光面２ａ側へと立設された部分から、受光面２ａに対向する向きへさらに折り曲げられている。太陽電池モジュール３０は、補助部材３３とエッジプロテクタ３２あるいは太陽電池パネル２とを接着する接着層１７（図７参照）を設けても良い。

補助部材３３には、ボルト３４を貫通させるボルト穴３５が形成されている。保持部材３１のうち凹部をなす底面部には、補助部材３３のボルト穴３５と一致する位置に、ボルト穴（図示省略）が形成されている。ボルト３４は、補助部材３３のボルト穴３５と保持部材３１のボルト穴とを貫通し、太陽電池モジュール３０を支持する架台５０（図６参照）を構成する部材内に先端部が到達するまで締め込まれている。ボルト３４は、架台５０に、保持部材３１および補助部材３３を併せて固定する。

ボルト３４の締結部分への負荷の集中による保持部材３１の破損を抑止するために、保持部材３１は、例えば、２ｍｍ以上の厚みを持たせて構成されている。または、保持部材３１に厚みを持たせる代わりに、ボルト３４による締結部分に、ある程度の厚みを持たせたワッシャ等の座金を挟ませることとしても良い。座金を使用する場合、部品点数が増加することに代えて、保持部材３１の薄型化が可能となる。保持部材３１の薄型化により、太陽電池モジュール３０の軽量化および材料費削減が可能となる。

補助部材３３は、裏面２ｂから保持部材３１が引き剥がされた場合に太陽電池パネル２の脱落に対抗可能とするために、例えば、保持部材３１より厚みを持たせて構成されている。補助部材３３は、ボルト３４による保持部材３１への負荷の集中を低減させる座金としての機能も果たす。

本実施の形態の太陽電池モジュール３０は、実施の形態１と同様に、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の脱落を阻止することができる。さらに、本実施の形態の太陽電池モジュール３０は、保持部材３１および補助部材３３を一括して架台５０に固定することで、保持部材３１および補助部材３３のそれぞれを別途固定する場合に比べて部品点数を少なくすることができる。また、太陽電池モジュール３０は、ボルト３４による保持部材３１への負荷の集中を、補助部材３３によって低減させることができる。太陽電池モジュール３０は、エッジプロテクタ３２あるいは太陽電池パネル２にあらかじめ補助部材３３を接着しておくことで、部品を組み込む作業を簡略化することができる。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

スペーサ３８は、補助部材１０と太陽電池パネル２との間に設置されている。スペーサ３８は、太陽電池パネル２を構成するガラス部材に対し柔軟性が高い部材からなる。スペーサ３８の材料は、例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材料や、錫等の柔らかい金属材料などとする。

スペーサ３８は、補助部材１０および太陽電池パネル２に圧着させて設けられている。スペーサ３８は、補助部材１０および太陽電池パネル２の間に設置された状態で圧縮負荷状態となるように公差設計されている。スペーサ３８が圧縮負荷状態となるような公差設計とは、補助部材１０と太陽電池パネル２との隙間に対して公差分だけスペーサ３８を厚くすることを意味する。スペーサ３８は、補助部材１０および太陽電池パネル２により挟み付ける前において補助部材１０および太陽電池パネル２の間の隙間よりも厚みを持つように設計されている。

これにより、スペーサ３８は、補助部材１０および太陽電池パネル２による圧縮に対抗する反発力により、補助部材１０および太陽電池パネル２の双方に十分に密着している。スペーサ３８は、通常の製造にて設計可能な公差として例えば０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度が必要とされる。スペーサ３８は、かかる公差によって十分に圧縮されるように、例えば０．５ｍｍから２ｍｍ程度の厚みとすることが有効である。

不測の事態により保持部材３と太陽電池パネル２との接着が弱められ、保持部材３から引き離される方向の応力が太陽電池パネル２に働いた場合に、スペーサ３８は、反発力による摩擦力を生じさせる。スペーサ３８は、太陽電池パネル２に対する摩擦力により、太陽電池パネル２の滑り落ちを阻止する。本実施の形態の太陽電池モジュールは、実施の形態１と同様に、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の脱落を阻止することができる。

補助部材１０に太陽電池パネル２を接着する場合、太陽電池パネル２と保持部材３との接着を脆弱にさせる事態が発生したときに、補助部材１０と太陽電池パネル２との接着も脆弱になることがあり得る。本実施の形態のように、接着とは別の方式として、スペーサ３８の反発力により太陽電池パネル２を保持する構造を採用することは、太陽電池パネル２が保持部材３から外れたときに太陽電池パネル２の滑り落ちを阻止するバックアップとして効果的である。また、本実施の形態の場合は、補助部材１０に太陽電池パネル２を接着する場合に比べ、互いに組み合わせられている太陽電池パネル２および補助部材１０の取り外しが容易となる。このため、太陽電池モジュールは、メンテナンス性を向上させることができる。

なお、スペーサ３８は、反発力によって補助部材１０および太陽電池パネル２に圧着されるのみならず、補助部材１０および太陽電池パネル２の少なくとも一方に接着されたものとしても良い。この場合、接着部分を容易に剥離可能とすることで、太陽電池パネル２および補助部材１０を容易に取り外し可能とするメンテナンス性を持たせることとしても良い。

本実施の形態の太陽電池モジュールは、図４に示す補助部材１０に代えて、図８に示す補助部材２０を用いるものとしても良い。また、太陽電池モジュールは、実施の形態２と同様の補助部材３３に、スペーサ３８を組み合わせたものとしても良い。スペーサ３８は、太陽電池パネル２の縁全体を覆うように設けることで、エッジプロテクタ３２（図１１参照）の機能を兼用するものとしても良い。

実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す側面図である。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

補助部材４０は、太陽電池パネル２の受光面２ａに対向する位置に、受光面２ａ側へ突出させた突起部４１を備える。突起部４１は、受光面２ａ側へ突出させた先端を尖らせて構成されている。補助部材４０は、突起部４１を備えるほかは、実施の形態１の補助部材１０（図４参照）と同様の構成をなしている。補助部材４０は、補助部材１０と同様、受光面２ａに対して間を設けて固定されている。

何らかの原因により、保持部材３から太陽電池パネル２が剥離し、保持部材３から引き離される方向の応力が太陽電池パネル２に働いた場合に、補助部材４０は初めて太陽電池パネル２の受光面２ａに接触する。受光面２ａには、補助部材４０のうち突起部４１が最初に接触する。

補助部材４０から受光面２ａにかかる応力が突起部４１に集中することで、補助部材４０から及ぶ圧力が比較的小さい段階のうちに、太陽電池パネル２の透光性パネル６（図２参照）を確実に破壊可能とする。裏面２ｂから保持部材３が引き剥がされた上に、太陽電池パネル２に大きな風圧がかかった場合、太陽電池パネル２は、吹き飛ばされる前に破壊され、軽量かつ小型の小片となって落下する。これにより、分解前の太陽電池パネル２が吹き飛ばされることにより起こり得る周囲への悪影響を抑制させることができる。太陽電池パネル２が抜け落ちる前に太陽電池パネル２を破壊させることは、太陽電池モジュールの設置場所が、近隣に建物が存在する場所、例えば都市部や住宅地などである場合に有用である。

本実施の形態の太陽電池モジュールを備える太陽発電システムは、太陽電池パネル２の破損による発電効率の低下に応じて異常を速やかに検知可能とする監視システムを備えるものとしても良い。補助部材４０は、図４に示す補助部材１０に突起部４１を追加した構成とするほか、図８に示す補助部材２０や図１２に示す補助部材３３に突起部４１を追加した構成としても良い。太陽電池モジュールは、補助部材４０と太陽電池パネル２との間に、接着層１７に代えてスペーサ３８（図１３参照）を設けたものとしても良い。

実施の形態５．
図１５は、本発明の実施の形態５にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す断面図である。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

補助部材６０は、第１固定部材であるネジ１１によって、保持部材３の端部に固定されている。補助部材６０は、保持部材３による太陽電池パネル２の保持を補助する。接着層１７は、補助部材６０と太陽電池パネル２とを接着する。

補助部材６０は、板材が２箇所において略直角に折り曲げられた折り曲げ形状をなす。第１折り曲げ部６１は、補助部材６０のうち、太陽電池パネル２の縁から受光面２ａに対向する向きへ折り曲げられている部分である。補助部材６０は、第１折り曲げ部６１と受光面２ａとが間隔をなすように固定されている。

第２折り曲げ部６２は、補助部材６０のうち、ネジ１１により保持部材３に固定された部分から、保持部材３のうち太陽電池パネル２に接合されている側とは反対側の底面部１８に沿う方向へ折り曲げられている部分である。

保持部材３の底面部１８には、ボルト穴１３が形成されている。ボルト穴１３には、太陽電池パネル２を支持する架台５０に保持部材３を固定するためのボルト６３を貫通させる。ボルト６３は、保持部材３および補助部材６０を併せて架台５０に固定する第２固定部材である。

ボルト６３は、架台５０と、保持部材のうち底面部１８のボルト穴１３とを貫通する。第２折り曲げ部６２には、ボルト６３の先端部を締め込み可能な締め込み穴が形成されている。ボルト６３の先端部が第２折り曲げ部６２の締め込み穴へ締め込まれることで、ボルト６３によって保持部材３および補助部材６０が併せて架台５０に固定される。本実施の形態の太陽電池モジュールは、実施の形態１と同様に、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の脱落を阻止することができる。

本実施の形態によると、太陽電池モジュールは、第２折り曲げ部６２に締め込み穴を設けることで、太陽電池パネル２を架台５０に取り付けるためのナットを別途取り付ける必要がなくなる。本実施の形態によると、太陽電池モジュールは、保持部材３の内側にてボルト穴１３に合う位置にナットを保持しながらボルト６３を締め込む場合に比べて、太陽電池パネル２を架台５０に取り付けるための作業を簡易にすることができる。また、本実施の形態の構成であれば、保持部材３の内側に部材を取り付けることが難しい場合であっても、太陽電池パネル２を取り付ける作業上は問題がない。このため、太陽電池モジュールは、太陽電池パネル２の固定のための構造について、自由度の高い設計が可能となる。

第１固定部材は、実施の形態１の変形例と同様に、補助部材６０の一部を突出させて構成された挿入部としても良い。太陽電池モジュールは、接着層１７に代えて、スペーサ３８（図１３参照）を設けたものとしても良い。補助部材６０は、第１折り曲げ部６１の先端に突起部４１（図１４参照）を設けたものであっても良い。

実施の形態６．
図１６は、本発明の実施の形態６にかかる太陽電池モジュールのうち、保持部材の端部およびその近傍の構成を示す斜視図である。実施の形態１および２と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

補助部材７０は、保持部材３１のうち、保持部材３１の長手方向における端部に固定されている。補助部材７０は、保持部材３１による太陽電池パネル２の保持を補助する。ボルト３４は、保持部材３１の底面部に補助部材７０を固定する固定部材である。補助部材７０は、ボルト３４により固定された箇所から、太陽電池パネル２の縁２ｃ（図３参照）へ向けて折り曲げられている。

また、補助部材７０は、ボルト３４により保持部材３１に固定された裏面２ｂ側の位置から太陽電池パネル２の縁２ｃを経て受光面２ａ側へと立設された部分から、受光面２ａに対向する向きへさらに折り曲げられている。太陽電池モジュールは、補助部材７０とエッジプロテクタ３２あるいは太陽電池パネル２とを接着する接着層１７（図７参照）を設けても良い。太陽電池モジュールは、スペーサ３８（図１３参照）を設けたものとしても良い。

補助部材７０のうち、受光面２ａに対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ部は、太陽電池パネル２の矩形の辺に沿って引き伸ばされた形状をなしている。折り曲げ部は、太陽電池パネル２の矩形のうち補助部材７０が保持部材３１に取り付けられている取り付け位置から、前記太陽電池パネル２の矩形のうちその取り付け位置を含む第１辺に垂直な第２辺の一部にまで延伸されている。

補助部材７０は、保持部材３１から太陽電池パネル２が外れた場合に太陽電池パネル２の脱落を阻止する。本実施の形態の太陽電池モジュールは、実施の形態１と同様に、軽量化を可能とするとともに、太陽電池パネル２の落下を阻止することができる。補助部材７０は、保持部材３１に取り付けられている第１辺から第２辺にかけて延伸させた折り曲げ部を備えることで、第１辺側および第２辺側の２方向から太陽電池パネル２を保持することができる。本実施の形態によると、太陽電池モジュールは、架台５０（図６参照）からの太陽電池パネル２の落下を効果的に抑止することができる。

なお、補助部材７０は、折り曲げ部に突起部４１（図１４参照）が設けられたものであっても良い。太陽電池モジュールは、図４に示す補助部材１０、図８に示す補助部材２０、図１５に示す補助部材６０についても本実施の形態と同様に、第２辺の一部にまで折り曲げ部を延伸させることとしても良い。

１，３０ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池パネル、２ａ 受光面、２ｂ 裏面、２ｃ 縁、３，３１ 保持部材、４ 端子ボックス、５ 太陽電池セル、６ 透光性パネル、７ バックフィルム、８ 封止材、１０，２０，３３，４０，６０，７０ 補助部材、１１ ネジ、１２，１６ ネジ穴、１３，３５ ボルト穴、１４ 切り欠き部、１５ 接着面、１７ 接着層、１８ 底面部、２１ 挿入部、２２ 差込穴、３２ エッジプロテクタ、３４，６３ ボルト、３８ スペーサ、４１ 突起部、５０ 架台、６１ 第１折り曲げ部、６２ 第２折り曲げ部。

Claims (12)

1. 受光面を備える太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルの裏面に接合され、前記太陽電池パネルを保持するレール状の保持部材と、
   前記保持部材のうち前記太陽電池パネルの縁が位置する部分において前記縁に対向させて立設され、前記保持部材による前記太陽電池パネルの保持を補助する補助部材と、
   前記補助部材を前記保持部材に固定する固定部材と、を有し、
   前記保持部材は、前記太陽電池パネルがなす矩形のうち互いに対向する２辺から離れた位置に配置され、
   前記補助部材は、前記太陽電池パネルの縁に対向する部分から前記受光面に対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ形状を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記保持部材には、前記固定部材であるネジが挿入されるネジ穴が形成され、
   前記保持部材は、前記保持部材の長手方向におけるいずれの位置においても、前記長手方向に垂直な断面が、前記ネジ穴の形状を含む同一の形状をなす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. 前記固定部材は、前記補助部材のうち、前記保持部材に形成されている差込穴へ挿入可能に形成された挿入部であって、
   前記保持部材は、前記保持部材の長手方向におけるいずれの位置においても、前記長手方向に垂直な断面が、前記差込穴の形状を含む同一の形状をなす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。
4. 前記保持部材は、前記太陽電池パネルを支持する架台に固定され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。
5. 前記固定部材は、前記保持部材および前記補助部材を併せて前記架台に固定することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記補助部材は、前記受光面に対して間を設けて設置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記補助部材と前記太陽電池パネルとを接着する接着層を備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記補助部材と前記太陽電池パネルとの間にスペーサが設置され、
   前記スペーサは、前記太陽電池パネルの前記受光面を構成する透光性部材に対し柔軟性が高い部材からなり、かつ前記補助部材および前記太陽電池パネルに圧着させて設けられていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記太陽電池パネルの前記受光面を構成する透光性部材が、前記裏面から前記保持部材が引き剥がされ前記補助部材から前記太陽電池パネルが抜け落ちる場合の応力よりも弱い応力により破壊される強度で構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
10. 前記補助部材は、前記受光面に対向する位置に、前記受光面側へ突出させた突起部を備えることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記補助部材を前記保持部材に固定する前記固定部材である第１固定部材と、
    前記太陽電池パネルを支持する架台に、前記保持部材および前記補助部材を併せて固定する第２固定部材と、を有し、
    前記補助部材は、前記第１固定部材により前記保持部材に固定された部分から、前記保持部材のうち前記太陽電池パネルに接合されている側とは反対側の底面部に接合可能に折り曲げられている折り曲げ部を備え、
    前記折り曲げ部には、前記架台と前記保持部材の前記底面部とを貫通する前記第２固定部材の先端部を締め込み可能な締め込み穴が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
12. 前記太陽電池パネルの外形が、矩形をなし、
    前記補助部材のうち、前記受光面に対向する向きへ折り曲げられている折り曲げ部が、前記矩形のうち前記補助部材が前記保持部材に取り付けられている取り付け位置から、前記矩形のうち前記取り付け位置を含む第１辺に垂直な第２辺の一部にまで延伸されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。

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