JPS6089986A - ソ−ラパネルモジユ−ル及びその支持体 - Google Patents

ソ−ラパネルモジユ−ル及びその支持体

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JPS6089986A
JPS6089986A JP59178535A JP17853584A JPS6089986A JP S6089986 A JPS6089986 A JP S6089986A JP 59178535 A JP59178535 A JP 59178535A JP 17853584 A JP17853584 A JP 17853584A JP S6089986 A JPS6089986 A JP S6089986A
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solar panel
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JP59178535A
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ジヨセフ　ピーターポール
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、改良型ソーラパネルモジュールに関し、特に
ソーラパネルを密に配列して支持する経済的なフレーム
を備えると共に、屋根への取付が容易なソーラパネルモ
ジュールに関する。
従来技術 現在、入射太陽放射光から電気エネルギーを発生させる
光電池の大量生産性の開発に、多大な努力が払われてい
る。光起電又はソーラパネルとは共通のガラス基板に配
列され、かつ直列又は並列接続されたシリコン材又は多
結晶薄膜から成る、光電池列を指す。得られるソーラパ
ネルはもろいため、発電線全体にフレームその他の支持
体を設けることが望ましい。
屋根表面へのソーラパネルの取付に関しては、種々の概
念が考えられるが、現在のところ、４通りの基本的取付
概念、即ちスタンドオフ（隔離）式、ラック（装架）式
、ダイレクト（直か付け）式、及びインテグラル（一体
取付）式が一般的である。スタンドオフ及びラック式は
、屋根板全体に亘って敷設されたフレームを利用してお
り、後者は、フラット状又は若干勾配がある程度の屋根
に使用され、前者は、平行勾配で、屋根板から離間され
る。ダイレクト式では、フレームを屋根板に直かに固定
し、インテグラル式では、これを屋根の睡に数句けて、
屋根と一体にする。
上記のうち最も一般的なものは、スタンドオフ式である
が、これは１つには、屋根及び建物も最もいためにくい
からである。フレームは通常額縁状であり、ソーラパネ
ルの周縁は、通常ソーラパネル外面領域上に不都合に延
びているフレームのふちの一部と係合する。
現行技術では、ソーラパネルの電力交換効率がかなり低
いため、ソーラパネルを密に配列することにより、太陽
光線を受けるパネル表面積をできるだけ多くすることが
望ましい。
額縁型パネル取付方式では、パネルを効果的に取付ける
ことはできず、しかもこれらフレームは一般的に金属製
であるため、アースする必要がある。
また、スタンドオフ式取付に使用される、ソーラパネル
とフレームから成るソーラパネルモジュールは、一般に
工場で組立てられ、配線が、はんだ付等によりえらび結
線されており、場合によっては他のモジュールと相互接
続させるため、モジュールの外側に設けられる。配線が
露出しているために安全性及び防水の点で問題があるば
かりでなく、工場組立型であるがために、整備修理がむ
ずがしい。
さらに従来のスタンドオフ式は、ソーラパネルモジュー
ルを取付ける筋かい及び支持構造が複雑であり、モジュ
ールと屋根板との間のすき間を利用して、接続箱を介し
てモジュールへの接続を行う。
従って、従来のソーラパネル取付技術はパネルの配列を
密にし、しかも修理保全し易い様に低コストで取付ける
ことができないと思われる。また、現行の複雑なパック
方式は、防湿及び美観の点で、太陽エネルギー産業の要
件を満たし得ないと思われる。
発明の概要 従って、本発明の第１の目的は、ソーラパネルを屋根面
等に取付ける、改良型支持体を提供することにある。
本発明の第２の目的は、屋根面に直か付けされたソーラ
パネルを支持するフレームを利用する、ソーラパネルモ
ジュールを提供することにある。
本発明によると、ソーラエネルギーパネルを取付ける支
持体は、ソーラパネルを受ける実質的に平形の表面を有
する、はぼ平坦な基部を備えるフレームから成っている
。少くとも２個の取付部材で実質的に平坦なフランジ形
状を成しているが基部から延出しており、それぞれフレ
ームを屋根面に取付ける様に構成されている。また各取
付部材は、基部平形面から下方に突出し、取付時に平形
面を、屋根面から上方に離間できる様にする。フレーム
基部はさらに、平形面から下方に突出し、屋根面と係合
する支持部材を備えているが、該部材は、取付部材の中
程に配設されて、フレームを屋根面に装着する際にソー
ラパネルを内側から支持する。
本発明の好適実施例によると、ソーラパネルモジュール
は、入射太陽光線を受ける上面、１面及び下面に接続さ
れた導電手段を有する、ソーラパネルから成っている。
モジュールは、ソーラパネル下面を支持する支持面を有
する、はぼ平坦な矩形基部を備える縦長フレームを有し
ている。１だ、パネル下面をフレーム支持面に可脱的に
気密固定する手段が設けられている。フレームは、パネ
ル導電手段に接続された電線の隠閉路となる、内部配管
を備えている。またフレームを連接してソーラパネルモ
ジュールアセンブリを形成する手段が設けられている。
モジュールはこの他にフレームを屋根面に数例ける手段
を備えている。
実施態様の詳細な説明 次に添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第１図は、直か（−１け構成を示しており、ソーラパネ
ルモジュール１０は、建物の屋根１４の裏板表面１２に
直か付けされている。
ソーラパネルモジュール１０ａと１０ｂとは以下に説明
する様に若干異なる形状を成しているが、夫々３枚のパ
ネル１８を支持するフレーム１６ａ、１６ｂを備えてい
る。但し、本発明は、パネル１８の枚数に限定されるも
のではなく、例えば３枚のパネルの代りに、これらより
長い１枚のパネルを用いることができる。モジュール１
０ｂでは、図示の様に１枚のパネル１８が例示目的で除
去されているが、実際の構成では、パネル１８は内部に
設けられている。フレーム１６ａと１６ｂ、！：は、以
下に詳細を説明する様に、屋根面１２に重合取付され、
従来型屋根ふきクギ２０等の適切締結部材で固定される
と共に、防水と美観とを兼ねて、屋根板２２と一体形成
されている。
図示のモジュール構成では、ソーラパネル１８は好適に
は、透明ガラス基板上に形成された、複数個のシリコン
型光電池から成り、（１１） これら光電池は導電層により、列状に相互接続されてい
る。これらパネルは、例えば、クローナー社（Ｃｈｒｏ
ｎａｒ　Ｃｏｒｐ、　）　にュージャー　’；　−州、
プリンストン）から市販されている。組立時、パネル１
８は、透明基板を入射光線にさらし、導電層と露出面と
を対向配置した状態で設置される。
第２図乃至第４図はモジュールフレーム１６ａ、１６Ｉ
〕の詳卸１図であるが、簡便化をＲ」るため、縦ヘリ部
（フレーム１６ａのヘリ部は仮想線で示されている）を
除いて、等価のものとして図示されている。フレーム１
６ｂは、縦方向に延びる、実質的に平形の３個の取旬面
２６．２８．３０を画定する、はぼ平坦な長方形基部２
４を備えている。各取付面２６．２８．３０は、ソーラ
パネル１８を収受支持する形状を成すと共に、パネル寸
法に応じて、例えば１２インチ×１２インチ（３０，４
８Ｘ　３０．４８センチ）に寸法法めされている。直立
する連続リッジ又は壁部３２、（１２） ３４は、取付面２６．２８．３０の側方に離間された対
向縁部に隣接して、縦方向に延びると共に、基部２４か
ら上方に直角に突出している。壁部３２と３４とは、実
質的に平行に延びると共に、逆Ｕ字形状を成し、ソーラ
パネルモジュールの電線内部配管の役目をする、一対の
みそ路３６．３８を画成するわん曲上方部を有する様に
形成されている。一対の直立する連続壁４０及び４２は
、基部の縦端部２４ａ及び２４ｂに隣接し、基部２４全
体に亘って、側方に平行に延び、第４図に示す様に、夫
々、好適にはみぞ路３６及び３８と連通して、配線の内
部配管の役目をする一対のみぞ路４４及び４６を画成し
ており、基部の平形面に対して斜角を成す傾斜壁面４０
ａ及び４２ａを構成している。
１１１１１１壁３２及び３４は、縦方向に沿ってフレー
ムを連続できる様に異なる形状を成している。即ち側壁
３４は別の類似構造を有するフレームの対向側壁の内向
りに嵌入する外曲りを有しており、これによって、第１
図に示す様にフレーム１６ａと１６ｂとを横列状に重合
連接できる。基部両端＋２ａ及び４２ｂで側壁３２と３
４との形状を変えれば、フレームを側方に連接できる。
例えば側室３２及び３４幻端部２４．　ａで段下げされ
ており、類似構造フレームの端部２４１）で側壁３２ｂ
及び３４１）の内側に嵌入する部分３２ａ及び３４ａを
形成している。この様にするとフレーム１６ａ及び１６
１）は側方延長部、即ち第１図に示す様に、屋根面に沿
って上方から下方に、重合連接する様になる。
各平形面２６．２８．３０の内側には夫々はぼ十字架状
のくぼみ４Ｂ、５０．５２が形成されており、好適には
、側壁３２．３４と平行して縦に延びる底壁４８　ａ、
５０　ａ。
５２ａ１及び端壁４０、＋２と平行して側方に延びる相
変底壁４８　ｂ、５０　ｂ、、５２　ｂを有している。
各平形面２．６．２Ｂ、３０の側縁部には、側壁３２．
３４と間断なく隣接して、一対の溝５４．５６が形成さ
れている。
溝５４．５６は平形面２６．２８．３０から下方に突出
すると共に、端壁４０と４２との間で、側壁３２．３４
に沿って縦に延びている。溝５８．６０は端壁４０．４
２内部に隣接して間断なく配設され、基部２４に亘って
側方に延びている。寸た溝６２．６４は縦方向の離間位
置で、基部２４に亘って側方に延びている。溝５８．６
０．６２．６４は夫々、平形面２６．２８．３０から下
方に突出しており、図示の様に各平形面２６．２８．３
０を画成すると共に、各平形面の周囲全体に延びている
が、その目的の詳細については以下に説明する。
フレーム１６ｂは側壁３４に隣接する縦縁部に、外方に
突出する実質的に平形のフランジ６６を有している。基
部両端２４ａ、２４ｂでは、実質的に平形のフランジ６
８．７０が端壁４０．４２の外方に延びている。側壁部
分３２ａ、３４ａは基部端部２４ａで端フラ（１５） フジ６８上に延び、−刃側壁部分３２ｂ１３４ｂは、基
部端部２４ｂで端フランジ７０上に延びて、上記の様に
重合連接できる様にしている。フレーム１６ａはフレー
ム１６ｂと類似構造を成し、第２図及び第３図に示す様
に側壁３２に沿って縦方向外側に延びる実質的に平坦な
フランジ７２を有している。フレーム１６　ａ、１６　
ｂ　（ｄｚ好適には、プラスチック等の相対的に軽量な
不導材で形成されておシ、好適実施例では、製造コスト
が安く、しかも取扱いが容易な一体モールト構造を有し
ている。しかし、適切にアースすれば金属材料で形成す
ることもできる。
第１図と同様に第５図及び第６図を参照して、ソーラパ
ネルモジュールの組立て及び利点を説明する。ソーラパ
ネル１８を第５図に示す様に、例えば表面２６等のフレ
ーム平形面上に設置し、未硬化ブチルマスチック等の、
接着性シーラント７４を平形面を包囲する溝（例えば表
面２６周辺の溝５４．５６．６０、（１６） ６４）に詰める。パネル下面１８ａ上の正負端子を表わ
す導電層が、フレーム上に適切に支持された一対の共通
／＼スノ＼−７６，７８と電気的に係合する様に、パネ
ル１８を表面２６に設置する。パネル下面１８ａの周縁
を押圧して、パネル下面１８ａがフレーム面２６に底づ
けするまで、シーラント７４と気密係合させる。この様
にするとパネル１８は密着され、その」二面１８ｂで自
由かつ障害外く、入射太陽光線を受けることができる様
になる。パネル１８を取外すには、てこ型工具でパネル
を持上げ、シールを剥がせば、フレーム表面２６に接近
できると共に、パネルを容易に修理又は交換することが
できる。
フレーム１６ａ、、１６ｂは、屋根面１２へ取Ｈける際
に、平形面２６．２８．３０が屋根面１２から上方に離
間されて、屋根との間に空胴８０を画成する様に形成さ
れている。
これには、平形面２６の下方に離間されてこれと実質的
に平行する共面８２に延びる様に、７ランシ（例えば７
２と６６）を離間すれば良い。くぼみの底壁（例えば４
８ａ）（第５図参照）も、共面８２に延びる様に形成さ
れている。従って、数句部材の役目をするフランジ７２
及び６６を屋根面１２に取付ると、これらと同一平面に
ある底壁（例えば４８ａ）は、屋根面１２と係合し、パ
ネル１８の周縁部を内側から支持する様になる。パネル
１８はくぼみ部分を除きその下面１８ａのほぼ全域に亘
って支持され、くぼみ底壁が、フレームのパネル支持部
に対して補強部材の役目をするため、パネルの支えは非
常に強くなる。
設置又は修理の際に、作業員はパネル」二を直かに歩か
なければならないので、この様な強力な支えが望ましい
。上記の様なパネル支持構成及び負荷を吸収できるプラ
スチックフレームの可とり性により、破損することなく
ソーラパネル上を歩行できる。
バスパー７６．７８からの電気的接続は、電線８４．８
６（第１図参照）を、フレーム開口部８８．９０、例、
えばくぼみ４８．５０．５２の壁部に通してルート付け
することにより達成される。くぼみに入れたシーラント
９２．９４を用いて、開口部８８．９０を密封する。ま
た、タイオード９６をくぼみ内の線８４と８６との間に
接続させることにより、ソーラパネル１８がショートし
た場合に、電流が回路を通って逆流するのを防ぐことが
できる。第５図に示す様に、電線８４．８６は、平形面
２６下方の空胴８０を通り、側壁３２．３４が画成する
みぞ路３６．３８、及び溝５４乃至６４の底壁が共面８
２の上方に好適に離間されているために、空胴８０と連
通するみぞ路３６．３８に達している。みそ路３６．３
８は、包囲壁３２．３４と共に、通過する電線８４．８
６を開閉保護する内部配管の役目をする。第１図に示す
様に、各モジュールの電線８４．８６を、好適には従来
型防水断路器９８により、相互接続できる。この様に隣
接モジュールの正負端子を接続させ（１９） れば、相互接続されたソーラパネルモジュール列の適切
な電気回路が出来る。断路器９８及び相互接続線は、別
のモジュール設置時に、配管に開閉される。種々の電線
に結線されていない場合は、電線を配管に設置し、配管
を適切に密封する。１だ平形面（例えば２６．２８．３
０）は、障壁の役目をするため、ソーラパネル１８への
接続は、適切な封印で、平形部下方に延びて配管に達す
る配線網から単離される。
第５図及び第６図から、上記モジュールのフレーム連接
実施態様の利点が判る。上記の様に、フレーム１６ｂの
側壁３２は、その縦延長部に沿って、フレーム１６ａの
小型（ｌｌｌ壁３４を重合収容する。第５図に示す様に
、重合壁間のインターフェースを、シーラント１００で
うめることにより、防湿及び接着できる。車台連接すれ
ば、隣接ソーラパネル１８の縁部を相対的に近づけ壁部
３２．３４の幅分だけ離すことができるため、ソーラバ
ネ（２０） ルの高密度装着が可能になる。第６図はソーラパネルモ
ジュールの、側方延長部に沿った、即ちフレームの頂部
から底部に至る連接状態を示している。壁部段下り部３
２ｂは図示の様に上方又は下方隣接フレームの壁部端部
３２ａに嵌受されている。この場合も適切なシーラント
１０２により、重合部分のインターフェースを封印固定
できる。さらに第６図から端壁４０．４２を傾斜させた
利点を理解できる。例えば屋根１４頂部に面する傾斜壁
面４０ａは、雨逃し面を形成して、パネル１８の周りに
雨水がたまらない様にしている。
上記の通り、本発明好適実施例を説明したが次にその特
性を説明する。直か付け・方式は新規取付又は再設置に
容易に使用できる、非常に安価な輪郭取付構成を提供す
る。上記の通り、フレームは屋根板の役目をすることに
よって、取付フランジを裏板に直か付けできる様にする
。またフランジは、包囲している屋根板との一体化時に
雨よけの役目をすることにより、さらに防湿効果を高め
ている。フレームを重合連接することに」：す、組立封
印し易くすると共にパネルを高密度取付できる構成が得
られる。電線の開閉配管は、電線を隠すばかりでなく、
その開閉件数に、システムの安全性を高める。下側から
封印された可脱パネルは全面で太陽光線を受けると共に
、モジュール全体を分解せずに、容易に整備、修理及び
パネル交換できる様にする。またパネルの可脱性により
、モジュールフレームに接近し、所望に応じてダイオー
ド又は電線等の部品を修理できる。パネル内側下面を追
加支持する補強部材と共に、各パネルのほぼ全面を支持
する裏当て支持面を形成するフレーム構造は作業員が上
に乗っても耐えるだけの強度を有している。
」二組の通り、付随利点及び改善された特性と共に、好
適実施例に関し、本発明の詳細な説明したが、本発明の
適用範囲を逸脱することなく、種々に修正変形すること
ができる。
この点で、上記好適実施例は例証的なものであり、本発
明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、屋根面に直か付けされた、本発明によるソー
ラパネルモジュール列の一部分解斜視図である。 第２図及び第３図は夫々、本発明によるソーラパネルフ
レームの頂面図及び側面図である。 第４図は、第２図のＩＶ　−ＩＶ線に沿ったソーラパネ
ルフレームの断面図である。 第５図及び第６図は夫々、第１図のｖ−ｖ線及びＶＩ−
ＶＩ線に沿った、ソーラパネルフレームの断面図である
。 〔主要部分の符号の説明〕 １０・・・ソーラパネルモジュール １６・・・フレーム　１８・・・パネル２４・・・基部 ２６．２８．３０・・・平形取付面 ３２．３４・・・側壁 （２３） ３６．３８・・・みぞ路 ４０．４２・・・端壁 ＋４．４６・・・みそ路 ４８．５０．５２・・くぼみ ６６．６８．７０．７２・・・フランジ８０・・・空胴 ８９．９０・・・フレーム開口部 出　願　人　：　トーマス　アント　ペッツコーポレー
ション （２４） 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書 昭和５９年１１月３０口 特許庁長官志賀　学　殿 １事件の表示昭和５９年　特許　願第１７８５３５号２
　発明の名称 ３、補正をする者 ４代理人 ５、補正の対象　「図　面」 （１）別紙の通り、正式図面を１通提出致します。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ソーラエネルギーパネルを屋根その他の表面に取
    付ける支持体であって、 前記パネルを受ける実質的に平形の表面、前記屋根面に
    取付られ、夫々前記平形面から下方に突出することによ
    り、取付時に、前記平形面を前記屋根面から上方に離間
    させる、少くとも２個の離間取付部材、及び前記平形面
    から下方に突出して屋根面と係合すると共に、前記取付
    部材の中間に配設されて、屋根面への取付時に、前記パ
    ネルを内側から支持する支持部材を有するほぼ平坦な基
    部を含むフレームから成ることを特徴とする支持体。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の支持体であって、前
    記取付部材が夫々、前記フレーム平形面と実質的に平行
    しかつ離間された共面に延びる、実質的に平形の部分を
    有するフランジで構成されることを特徴とする支持体。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の支持体であって、前
    記支持部材が、前記フレーム平形面に形成されると共に
    、はぼ前記共面に延びる底壁を有するくほみて画成され
    ることを特徴とする支持体。 ４、　ソーラエネルギーパネルを屋根その他の表面に取
    付けると共に配線用の内部配管を形成する支持体であっ
    て、 前記ソーラエネルギーパネルを受ける、実質的に平形の
    表面、前記平形面縁部に隣接して縦に延びると共に、フ
    レームと前記屋根面との間に、電線を隠閉収容する内部
    配管みぞ路を画成する、少くとも１個の横力に連続する
    直立壁部、及び前記みぞ路と連通ずることにより、前記
    ソーラパネルに接続される電線を通して前記みぞ路に収
    容できる様にする開口部を有する実質的に平坦な矩形基
    部を含む縦長７１／−ムから成ることを特徴とする支持
    体。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の支持体であって、前
    記フレームがさらに、前記平形面の側方に離間された対
    向縁部に隣接して縦方向に延びると共に、前記フレーム
    と屋根面との間に電線を隠閉収容する第２内部配管みぞ
    路を画成する、横方向に連続する第２直立壁、及び前記
    平形面の縦方向に離間された対向縁部に沿って側方に延
    びると共に、夫々電線を隠閉収容する第３．第４内部配
    管みぞ路を画成する、横方向に連続する第３．第４直立
    壁を含むことを特徴とする支持体。 ６、　屋根その他の表面に取付けるソーラパネルモジュ
    ールであって、 入射太陽光線を受ける」二面、下面及び前記下面に接続
    された導電手段を有するソーラパネル、 前記パネル下面を支持する支持面を有する、はぼ平坦な
    矩形基部を含む縦長フレーム、 前記パネル下面を前記フレーム支持面に可脱的に気密固
    定する手段、 前記フレーム上にあって、前記パネル導電手段に接続さ
    れる電線を隠閉通過させる内部配管手段、 前記フレームを連接して、ソーラパネルモジュールアセ
    ンブリを形成する手段、及び 前記フレームを前記屋根面に取付ける手段、から成るこ
    とを特徴とするソーラパネルモジュール。 ７、　特許請求の範囲第６項に記載のモジュールであっ
    て、前記内部配管手段が、前記ソーラパネルの側方に離
    間された両縁部に隣接して縦方向に延びると共に、夫々
    電線を隠閉収容する第１．第２みそ路を画成する、第１
    ．第２連続直立壁で画成されることを特徴とするソーラ
    パネルモジュール。 ８、％許請求の範囲第７項に記載のモジュールであって
    、前記側方離間壁が、縦延長部に沿って、前記フレーム
    を連接する前記手段を形成する様に異なる形状を成し、
    あるモジュールの縦に延びる前記第１壁が、別の類似フ
    レームの縦に延びる異なる形状の第２壁と相対的に重な
    る様にしであることを特徴とするソーラパネルモジュー
    ル。 ９、特許請求の範囲第８項に記載のモジュールであって
    、前記連接手段が、側方延長部に沿っであるモジュール
    と別のモジュールとを連接すると共に、前記フレームの
    縦方向に離間された両端に、前記具なる形状の第１．第
    ２壁によって画成されることにより、あるモジュールの
    一縦端部にある第１゜第２壁が、別のモジュールの他端
    に、前記第１．第２壁で画成された、各みそ路に挿入で
    きる様にした手段を含むことを特徴とするソーラパネル
    モジュール。 １０、特許請求の範囲第７項に記載のモジュールであっ
    て、前記基部が、前記ソーラパネルを前記フレームに可
    脱的にシールする、接着シーラントを収容する様に形成
    された、少くとも１個の溝、前記フレーム支持面の周辺
    を限定する溝、前記第１．第２壁に隣接して縦方向に延
    びる一対の離間溝、及び前記一対荷間で、前記基部を横
    切り側方に延び、前記溝と連通ずる、少くとも２個の縦
    離間溝を備え、前記溝内の接着性シーラントが、前記パ
    ネル下面の周縁部を、前記フレームに気密固定すること
    により、前記パネル上面が、自由に入射光を受けられる
    様にすることを特徴とするソーラパネルモジュール。
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