WO2014076952A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar cell module.
- Patent Documents 1 and 2 disclose a solar cell module in which a terminal box is installed on the back side of a solar cell panel.
- Patent Document 1 discloses a structure in which a terminal box is attached to a back side substrate of a solar cell panel using an adhesive.
- Patent Document 2 discloses a structure in which an opening space is provided in a part of a frame and a terminal box is fitted in the space.
- the structure disclosed in Patent Document 2 is excellent in the fixing property of the terminal box, but the structure of the frame is complicated.
- the solar cell module is required to have fire resistance.
- the terminal box may fall off due to the heat. Therefore, it is required to prevent the terminal box from dropping off by a simple method.
- the solar cell module according to the present invention includes a solar cell panel, a terminal box installed on the back side of the solar cell panel, and a light receiving surface of the panel that is attached to the edge of the solar cell panel and located on the terminal box. And a frame having a cover to cover.
- fire resistance can be improved by a simple method.
- FIG. 1 is a plan view of a solar cell module 10 according to an embodiment of the present invention as viewed from the light receiving surface side
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3 is an enlarged view of a portion B (near the frame 40A) in FIG. 2
- FIG. 4 is an enlarged view of a portion C (near the frame 40C) in FIG.
- the “light receiving surface” means the surface of the solar cell element 21 on which sunlight is mainly incident
- the “back surface” means the surface opposite to the light receiving surface.
- an electrode is formed on a surface having a large electrode formation area, which will be described later, or only on one surface, that surface becomes the back surface.
- the solar cell module 10 includes a solar cell panel 20, a terminal box 30 installed on the back side of the solar cell panel 20, and a frame 40 attached to the edge of the solar cell panel 20.
- the solar cell panel 20 illustrated in FIG. 1 has a rectangular shape in plan view, and frames 40A and 40C are attached to the edges on the short side, and frames 40B are attached to the edges on the long side.
- the “plan view” means a planar shape when viewed from a direction perpendicular to the light receiving surface.
- the solar cell panel 20 includes a plurality of solar cell elements 21, a first protective member 22 disposed on the light receiving surface side of the solar cell element 21, and a second protective member 23 disposed on the back surface side of the solar cell element 21. Is provided.
- the plurality of solar cell elements 21 are sandwiched between the first protective member 22 and the second protective member 23 and sealed with the filler 24.
- the solar cell panel 20 includes a wiring member 25 attached to the electrode of the solar cell element 21.
- the wiring member 25 forms a string 32 by connecting adjacent solar cell elements 21 in series.
- a plurality of strings 32 are arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of solar cell elements 21 connected by the wiring member 25 in the same plane.
- the solar cell panel 20 connects the first transition wiring member 26 that connects the wiring members 25 positioned at the ends of the adjacent strings 32 and the wiring member 25 that is positioned at the ends of the adjacent strings 32. And a second transition wiring member 28 connected to the terminal box 30. The second transition wiring member 28 is pulled out from the solar cell panel 20 and connected to a bypass diode (not shown) provided in the terminal box 30. Furthermore, the solar cell panel 20 includes an output wiring member 27 positioned at the ends of the strings 32 at both ends. The output wiring member 27 is attached to the wiring member 25 positioned at the ends of the strings 32 at both ends, and is pulled out from the solar cell panel 20 as a cathode terminal and a positive terminal and connected to the terminal box 30.
- the solar cell element 21 includes a photoelectric conversion unit that generates carriers by receiving sunlight.
- a photoelectric conversion unit for example, a light receiving surface electrode is formed on the light receiving surface, and a back electrode is formed on the back surface (both not shown).
- the structure of the solar cell element 21 is not specifically limited, For example, the structure in which the electrode was formed only on the back surface of a photoelectric conversion part may be sufficient.
- the photoelectric conversion unit includes, for example, a semiconductor substrate such as crystalline silicon (c-Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), an amorphous semiconductor layer formed on the substrate, and an amorphous semiconductor A transparent conductive layer formed on the layer.
- a semiconductor substrate such as crystalline silicon (c-Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), an amorphous semiconductor layer formed on the substrate, and an amorphous semiconductor A transparent conductive layer formed on the layer.
- a semiconductor substrate such as crystalline silicon (c-Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), an amorphous semiconductor layer formed on the substrate, and an amorphous semiconductor A transparent conductive layer formed on the layer.
- an i-type amorphous silicon layer, a p-type amorphous silicon layer, and a transparent conductive layer are sequentially formed on
- the electrode includes, for example, a plurality of finger portions and a plurality of bus bar portions.
- the finger part is a thin line-shaped electrode formed over a wide range on the transparent conductive layer
- the bus bar part is an electrode that collects carriers from the finger part.
- the wiring member 25 is attached to the bus bar portion.
- the first protective member 22 may be a translucent member such as a glass substrate, a resin substrate, or a resin film. Among these, a glass substrate is preferable from the viewpoint of fire resistance, durability, and the like.
- the second protective member 23 the same member as the first protective member 22 can be used, and a member that does not have translucency can also be used when light incidence from the back side is not assumed. In the present embodiment, a glass substrate having translucency is used for both the first protection member 22 and the second protection member 23.
- a resin such as ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) or polyvinyl butyral (PVB) can be used.
- the terminal box 30 has a terminal block corresponding to each output wiring member 27 and each second transition wiring member 28.
- Each output wiring member 27 and each second transition wiring member 28 drawn into the terminal box 30 are attached to each terminal block by a method such as soldering.
- a power line for outputting power from the module is attached to the terminal block to which the output wiring member 27 is connected.
- the bypass diode is electrically connected between the output wiring material wire 27 and the second transition wiring material 28 and between the second transition wiring material 28. It is connected between the terminal blocks so as to be connected. Thereby, even if the output of some strings falls, it is comprised so that electric power may be output stably.
- the terminal box 30 is installed on an edge (hereinafter referred to as “edge C”) along the short side of the solar cell panel 20 on the back side of the solar cell panel 20.
- the terminal box 30 is attached to the back surface of the solar cell panel 20 with an adhesive 31, for example.
- the adhesive 31 it is preferable to use a silicone resin adhesive, and the same adhesive as that used to fix the solar cell panel 20 to be described later to the frame 40 can be used.
- the shape of the terminal box 30 is not specifically limited, For example, it has a substantially rectangular parallelepiped shape.
- the terminal box 30 is preferably attached so that its longitudinal direction is parallel to the short side of the solar cell panel 20 and in contact with the inside of the frame 40C. In this case, the terminal box 30 may be screwed to the frame 40C.
- the frame 40 is configured by combining three types of frames 40A, 40B, and 40C as described above, and surrounds the four sides of the solar cell panel 20.
- the solar cell panel 20 is fitted into a later-described recess and is fixed to the frame 40 using an adhesive 31.
- the frame 40 is a metal frame such as stainless steel or aluminum, and is preferably made of aluminum from the viewpoint of lightness and the like.
- the frame 40 protects the edge of the solar cell panel 20 and is used as a fixing member when the solar cell module 10 is installed on a roof or the like.
- the frame 40 is also used for heat dissipation of the diode built in the terminal box 30.
- the frame 40A is a frame that is attached to an edge opposite to the edge C of the solar cell panel 20, and has a hollow main body 41A and a recess 42A into which the edge of the solar cell panel 20 is fitted.
- the main body 41A has a cavity extending in the longitudinal direction, and a cross section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction has a substantially rectangular shape extending slightly longer in the vertical direction.
- the “cross section” of the frame means a cross section cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction.
- the “vertical direction” of the frame means the thickness direction of the solar cell panel 20, and the light receiving surface side is “upper” and the back surface side is “lower”.
- the “width direction” means a direction orthogonal to the vertical direction in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the frame 40A.
- the concave portion 42A is constituted by a pressing portion 43A having an L-shaped cross section provided on the main body portion 41A.
- the holding portion 43A includes a first portion 44A that extends in the vertical direction and that forms the same plane as the main body portion 41A outside the frame 40A, and a second portion 45A that extends in the width direction from the upper end thereof. Between the second portion 45A and the upper surface of the main body 41A, a groove is provided in which the solar cell panel 20 can be fitted from the inside.
- the second part 45 ⁇ / b> B covers the light receiving surface of the fitted solar cell panel 20 and is in contact with the light receiving surface via the adhesive 31.
- the length in the width direction of the second portion 45B is approximately the same as the length in the width direction of the main body portion 41A, and the second portion 45B is only the portion disposed on the main body portion 41A in the light receiving surface of the solar cell panel 20. Covering.
- the frame 40B is attached to the edge of the long side of the solar cell panel 20.
- the frame 40B has the same structure as the frame 40A except that the length is longer than that of the frame 40A.
- the frames 40A and 40B are connected to each other using, for example, a corner piece (not shown) that is press-fitted into the cavity of the main body.
- the frames 40B and 40C are fixed in the same manner.
- frame 40A, 40B, 40C are cut diagonally, and the inclination angle with respect to the longitudinal direction of the end surface formed in this both ends is about 45 degrees.
- Each of the frames 40A, 40B, and 40C is cut so as to have a trapezoidal shape (in plan view) that decreases toward the inside so that the end surfaces in the longitudinal direction coincide with each other at the connection portion.
- the end of the first protection member 22 and the end of the second protection member 23 coincide with each other at the edge other than the edge C of the solar cell panel 20. That is, the recesses of the frames 40A and 40B are formed to be grooves into which the first protection member 22, the second protection member 23, the filler 24 sandwiched between the first protection member 22, and the filler 24 can be fitted.
- the recesses of the frames 40A and 40B are formed to be grooves into which the first protection member 22, the second protection member 23, the filler 24 sandwiched between the first protection member 22, and the filler 24 can be fitted.
- the edge C the surface on the back surface side of the first protection member 22 is exposed from the end of the second protection member 23. That is, the length of the first protection member 22 is longer than that of the second protection member 23 at the end C.
- the recess 42C of the frame 40C is provided with a groove into which the first protection member 22 can be fitted, and the groove is narrower than the recesses of the frames 40A and 40B.
- the frame 40C is attached to the edge C of the solar cell panel 20. Similar to the frames 40A and 40B, the frame 40C has a main body portion 41C and a concave portion 42C, and the concave portion 42C is configured by a pressing portion 43C provided on the main body portion 41C. However, the length of the first portion 44C of the pressing portion 43C is shorter than that of the first portion 44A, and as described above, the distance between the second portion 45C of the pressing portion 43C and the upper surface of the main body portion 41C is larger than that of the concave portion 42A. Is too narrow.
- the frame 40 ⁇ / b> C has a flange 46 that covers the light receiving surface of the solar cell panel 20 located on the terminal box 30.
- the flange 46 is preferably formed so that the terminal box 30 is not visible when the solar cell module 10 is viewed from above at least directly above the frame 40C. Since the terminal box 30 is attached in contact with the inner surface of the solar cell module 10 of the main body portion 41C as described above, the flange portion 46 protrudes inwardly from the main body portion 41C. From the viewpoint of heat insulation and the like, it is preferable that the adhesive 31 is not provided between the flange portion 46 and the solar cell panel 20 and the flange portion 46 is not attached to the light receiving surface. Note that, for example, there is a small gap between the flange 46 and the solar cell panel 20 or there is no gap, and the flange 46 is substantially in contact with the light receiving surface.
- the flange 46 protrudes from the recess 42C and is integrally formed with the recess 42C. More specifically, it is integrally formed with the second portion 45C of the pressing portion 43C that forms the concave portion 42C.
- the thickness of the second portion 45C and the flange portion 46 are the same, and the flange portion 46 extends straight along the width direction, like the second portion 45C. That is, it can be said that the frame 40C projects so that the second portion 45C covers the terminal box 30.
- a portion protruding from the main body portion 41 ⁇ / b> C toward the center side of the solar cell module 10 is referred to as a flange portion 46.
- the collar part 46 is integrally molded with the frame 40C from a viewpoint of design property or heat insulation. Preferably it is.
- the collar portion 46 may be formed only in the center portion in the longitudinal direction of the frame 40C to which the terminal box 30 is attached, or may be formed with a length in contact with the frames 40B on both sides as illustrated in FIG. The latter is preferable from the viewpoint of design properties and the like.
- the flange 46 shown in FIG. 1 has a rectangular shape in plan view. It is preferable that the flange portion 46 is formed not to cover the solar cell element 21 but also the output wiring member 27 and the second transition wiring member 28 as much as possible from the viewpoint of design and the like. That is, the flange portion 46 covers the terminal box 30 and is long in the width direction so as not to cover the output wiring member 27 and the second transition wiring member 28 provided between the solar cell element 21 and the terminal box 30. It is preferable to set the length.
- the leading end surface 49 of the flange 46 is inclined so that the lower surface 48 extends longer than the upper surface 47.
- the inclination angle of the front end surface 49 is not particularly limited, and can be, for example, about 45 °.
- the distal end surface 49 is preferably inclined over the entire length of the flange portion 46. By inclining the distal end surface 49 in this way, it is possible to suppress the occurrence of shadows due to the thickness of the collar portion 46.
- the front end surface of the pressing portion is inclined (see FIG. 2).
- the flange portion 46 of the frame 40C covers and protects the terminal box 30. Therefore, when a spark is applied to the module by a fire or the like, the heat is transferred to the terminal box. It becomes difficult to be transmitted to 30. Thereby, melting
- the design of the solar cell module 10 is improved.
- FIGS. 5 to 9 a diagram corresponding to FIG. 4
- FIG. 10 a diagram corresponding to FIG. 1.
- the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and differences from the above-described embodiment will be described in detail.
- the flange portion 46u has a thin portion 50 whose thickness is thinner than the concave portion 42C. More specifically, the flange portion 46u is formed thinner than the second portion 45C of the pressing portion 43C constituting the concave portion 42C. In the flange portion 46u shown in FIG. 5, the entire thin portion 50 is formed from the root portion, which is the boundary with the second portion 45C, to the tip portion.
- the thin-walled portion 50 is thinned by forming the same plane as the upper surface of the second portion 45C on the upper surface and removing the constituent material on the lower surface side. Thereby, a large gap is formed between the thin portion 50 and the solar cell panel 20. Even in the above embodiment, a gap may be formed between the flange 46u and the solar cell panel 20, but such a gap is smaller than the embodiment illustrated in FIG. Therefore, according to the said form, since the heat insulation effect is higher than the said embodiment and the heat of a spark is hard to be transmitted to the terminal box 30, it becomes possible to prevent the drop-off of the terminal box 30 more highly.
- the thin portion 50 is preferably thin as long as there is no problem in mechanical strength.
- the gap between the front end portion of the flange portion 46v and the solar cell panel 20 is narrower than the intermediate portion. More specifically, only the tip portion is thickened, and the gap with the solar cell panel 20 is smaller than the thin portion 50.
- the tip portion may be further thickened so as to be in contact with the solar cell panel 20, or the entire flange 46v is thinned (the form shown in FIG. 5) and the tip portion is bent toward the solar cell panel 20 side. May be.
- the flange portion 46v is thinned and a gap with the solar cell panel 20 is made large, there is a problem that foreign matter such as water or dust enters the gap or the flange portion 46v rises. Can be prevented.
- the 7 is provided with ribs 51 in which a part of the thin portion 50 of the flange 46v is thickened.
- the rib 51 is provided along the longitudinal direction of the frame 40Cw, for example, in the center in the width direction of the flange 46w.
- the thin portions 50 are formed on both sides of the rib 51 in the width direction.
- the rib 51 By providing the rib 51, the deformation amount of the flange portion 46w can be reduced.
- the thin portion 50 can be formed thinner.
- the surface of the solar cell module center side end portion below the second portion 45 ⁇ / b> C is also inclined similarly to the rib 51.
- Such an inclined structure can be formed, for example, by increasing the thickness of the thin portion 50 as it approaches the presser portion 43C.
- the second protective member 23x of the solar cell panel 20 is a resin sheet having a thickness smaller than that of the glass substrate.
- the length of the 1st protection member 22 and the 2nd protection member 23x in the edge C of the solar cell panel 20 is the same, the 1st protection member 22, the 2nd protection member 23x, and this to the recessed part 42Cx of the flame
- a through hole 29 is formed in the second protective member 23 x, and the output wiring member 27 and the second transition wiring member 28 are drawn from the solar cell panel 20 through the through hole 29 and connected to the terminal box 30. ing.
- the structure of the other frame 40Cx is the same except that the first portion 44Cx is thicker than the first portion 44C of the frame 40C of the embodiment illustrated in FIG. 4 described above.
- the lengths of the first protection member 22 and the second protection member 23 y at the edge C of the solar cell panel 20 are the same, and the recess 42 Cy is the same as the recess 42 A.
- the second embodiment differs from the above-described embodiment in that it has a groove into which the second protective member 23y and the filler 24 sandwiched between the second protective member 23y can be fitted.
- the vertical length of the first portion 44Cy is longer than that of the frame 40C.
- the frame 41y illustrated in FIG. 9 has a structure in which the flange portion 46 is provided on the frame 40A.
- the output wiring member 27 and the second transition wiring member 28 are routed along the periphery of the second protection member 23y, and are connected to the terminal box 30 through the recess 42Cy. In this case, it is preferable to form an insulating coating around the output wiring member 27 and the second transition wiring member 28.
- the frame 40Cz has a trapezoidal shape as a whole including the flange portion 46z. As described above, both ends in the longitudinal direction of the frame 40Cz are cut at, for example, an angle of approximately 45 ° with respect to the longitudinal direction, but both ends in the longitudinal direction of the flange portion 46z are substantially together with the main body portion and the recess. Cut at an angle of 45 °.
- the frame 40Cz has the same structure as the frame 40C except that the shape of both end portions in the longitudinal direction of the collar portion is different.
- FIGS. 5 to 10 Various embodiments other than the forms illustrated in FIGS. 5 to 10 can be considered.
- the thinned collar portion illustrated in FIGS. 5 to 7 may be applied.
- the several terminal box 30 may be installed in one module, and the collar part 46 may be formed in a some flame
- the main body portion 41A of each frame may be provided with a locking portion on which a metal fitting for fixing the solar cell module to the gantry is hooked.
- 10 solar cell module 20 solar cell panel, 21 solar cell element, 22 first protection member, 23 second protection member, 24 filler, 25 wiring material, 26 first transition wiring material, 27 output wiring material, 28th 2 transition wiring materials, 29 through-holes, 30 terminal box, 31 adhesive, 32 string, 40, 40A, 40B, 40C frame, 41A, 41C main body, 42A, 42C recess, 43A, 43C presser, 44A, 44C 1st part, 45A, 45C 2nd part, 46 collar part, 47 upper surface, 48 lower surface, 49 tip surface, 50 thin part, 51 rib.
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Abstract
太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル20と、太陽電池パネル20の裏面側に設置される端子ボックス30と、太陽電池パネル20の端縁に取り付けられ、端子ボックス30上に位置する太陽電池パネル20の受光面を覆う鍔部を有するフレーム40とを備える。
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
特許文献1,2は、太陽電池パネルの裏面側に端子ボックスが設置された太陽電池モジュールを開示している。具体的に、特許文献1は、太陽電池パネルの裏面側基板に接着剤を用いて端子ボックスを取り付けた構造を開示する。特許文献2は、フレームの一部に開口スペースを設け、かかるスペースに端子ボックスを嵌め込んだ構造を開示する。特許文献2に開示された構造は、例えば、端子ボックスの固定性に優れるが、フレームの構造が複雑である。
ところで、太陽電池モジュールには耐火性が要求される。例えば、火事等により火の粉が受光面上にのった場合、その熱により端子ボックスが脱落する可能性があることから、かかる端子ボックスの脱落を簡便な方法によって防止することが求められている。
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの裏面側に設置される端子ボックスと、太陽電池パネルの端縁に取り付けられ、端子ボックス上に位置する該パネルの受光面を覆う鍔部を有するフレームとを備える。
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、簡便な方法によって耐火性を向上させることができる。
図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図1は、本発明の実施形態である太陽電池モジュール10を受光面側から見た平面図であり、図2は、図1のAA線断面図である。図3は、図2のB部(フレーム40Aの近傍)の拡大図、図4は、図2のC部(フレーム40Cの近傍)の拡大図である。ここで、「受光面」とは太陽電池素子21の面のうち太陽光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。換言すると、後述する電極の形成面積が大きな面、又は一方の面のみに電極が形成される場合はその面が裏面となる。
太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル20と、太陽電池パネル20の裏面側に設置される端子ボックス30と、太陽電池パネル20の端縁に取り付けられるフレーム40とを備える。図1に例示する太陽電池パネル20は、平面視において矩形形状を有し、短辺側の端縁にフレーム40A,40Cが、長辺側の端縁にフレーム40Bがそれぞれ取り付けられている。なお、「平面視」とは、受光面に対し垂直方向から観た際の平面形状を意味する。
太陽電池パネル20は、複数の太陽電池素子21と、太陽電池素子21の受光面側に配置される第1保護部材22と、太陽電池素子21の裏面側に配置される第2保護部材23とを備える。複数の太陽電池素子21は、第1保護部材22及び第2保護部材23により挟持されると共に、充填材24により封止されている。
太陽電池パネル20は、太陽電池素子21の電極に取り付けられる配線材25を備える。配線材25は、隣接する太陽電池素子21の間を直列に接続してストリング32を形成する。ストリング32は、配線材25で接続される複数の太陽電池素子21の配列方向に対し、同一平面内において直交する方向に複数配列される。
また、太陽電池パネル20は、隣接するストリング32の端部に位置する配線材25同士を接続する第1の渡り配線材26と、隣接するストリング32の端部に位置する配線材25同士を接続するとともに端子ボックス30に接続される第2の渡り配線材28と、を備える。第2の渡り配線材28は、太陽電池パネル20から引き出されて端子ボックス30に設けられた図示しないバイパスダイオードに接続される。さらに、太陽電池パネル20は、両端のストリング32の端部に位置する出力配線材27を備える。出力配線材27は、両端のストリング32の端部に位置する配線材25に取り付けられ、陰極端子、正極端子として太陽電池パネル20から引き出されて端子ボックス30に接続される。
太陽電池素子21は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部には、例えば、受光面上に受光面電極が、裏面上に裏面電極がそれぞれ形成される(いずれも図示せず)。なお、太陽電池素子21の構造は特に限定されず、例えば、光電変換部の裏面上のみに電極が形成された構造であってもよい。
光電変換部は、例えば、結晶系シリコン(c‐Si)、ガリウム砒素(GaAs)、インジウム燐(InP)等の半導体基板と、基板上に形成された非晶質半導体層と、非晶質半導体層上に形成された透明導電層とを有する。具体例としては、n型単結晶シリコン基板の受光面上にi型非晶質シリコン層、p型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成し、裏面上にi型非晶質シリコン層、n型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成した構造が挙げられる。透明導電層は、酸化インジウム(In2O3)や酸化亜鉛(ZnO)等の金属酸化物に、錫(Sn)やアンチモン(Sb)等をドープした透明導電性酸化物から構成されることが好ましい。
電極は、例えば、複数のフィンガー部、及び複数のバスバー部からなる。フィンガー部は、透明導電層上の広範囲に形成される細線状の電極であり、バスバー部は、フィンガー部からキャリアを収集する電極である。配線材25は、バスバー部に取り付けられる。
第1保護部材22には、例えば、ガラス基板や樹脂基板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。これらのうち、耐火性、耐久性等の観点から、ガラス基板が好適である。第2保護部材23には、第1保護部材22と同じ部材を用いることができ、また裏面側からの光の入射を想定しない場合には透光性を有さない部材を用いることもできる。本実施形態では、第1保護部材22、第2保護部材23共に透光性を有するガラス基板を用いている。充填材24には、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)等の樹脂を用いることができる。
端子ボックス30は、各出力配線材27及び各第2の渡り配線材28に対応して端子台を有している。端子ボックス30内に引き込まれた各出力配線材27及び各第2の渡り配線材28は、半田付け等の方法により各端子台に取り付けられる。出力配線材27の接続される端子台には、モジュールから電力を出力するための電力線が取り付けられている。また、出力配線材線27と第2の渡り配線材28がされた時、出力配線材線27と第2の渡り配線材28間、及び第2の渡り配線材28間にバイパスダイオードが電気的に接続されるように、端子台間に接続されている。これにより、一部のストリングの出力が低下した場合でも安定して電力が出力されるように構成されている。
端子ボックス30は、太陽電池パネル20の裏面側において、太陽電池パネル20の短辺に沿った端縁(以下、「端縁C」という)に設置されている。端子ボックス30は、例えば、接着剤31によって太陽電池パネル20の裏面に取り付けられる。接着剤31としては、シリコーン樹脂系接着剤を用いることが好適であり、後述する太陽電池パネル20をフレーム40に固定する接着剤と同様のものを用いることができる。端子ボックス30の形状は特に限定されず、例えば、略直方体形状を有する。端子ボックス30は、その長手方向が太陽電池パネル20の短辺と平行に、且つフレーム40Cの内側に接して取り付けられることが好適である。なお、この場合、端子ボックス30は、フレーム40Cにねじ止めされていてもよい。
フレーム40は、上記のように、3種類のフレーム40A,40B,40Cを組み合わせて構成され、太陽電池パネル20の四方を囲んでいる。太陽電池パネル20は、後述の凹部に嵌め込まれると共に接着剤31を用いてフレーム40に固定される。フレーム40は、ステンレスやアルミニウム等の金属製枠であって、軽量性等の観点から好ましくはアルミニウム製とされる。フレーム40は、太陽電池パネル20の端縁を保護すると共に、太陽電池モジュール10を屋根等に設置する際の固定用部材として利用される。また、フレーム40は、端子ボックス30に接触するようにして配置された場合、端子ボックス30に内蔵されたダイオードの放熱にも利用される。
フレーム40Aは、太陽電池パネル20の端縁Cと反対側の端縁に取り付けられるフレームであって、中空構造の本体部41Aと、太陽電池パネル20の端縁が嵌め込まれる凹部42Aとを有する。本体部41Aは、長手方向に延びた空洞を有し、長手方向に直交する方向に切断した断面は、上下方向にやや長く延びた略矩形形状を有する。以下、特に断らない限り、フレームの「断面」とは長手方向に直交する面で切断した断面を意味する。また、フレームの「上下方向」とは、太陽電池パネル20の厚み方向を意味し、受光面側を「上」、裏面側を「下」とする。さらに、「幅方向」とは、フレーム40Aの長手方向に直交する断面において、上下方向と直交する方向を意味する。
凹部42Aは、本体部41A上に設けられた断面L字形状の押え部43Aにより構成される。押え部43Aは、フレーム40Aの外側において本体部41Aと同一平面を構成する上下方向に延びた第1部分44Aと、その上端から幅方向に延びた第2部分45Aとを含む。第2部分45Aと本体部41Aの上面との間には、太陽電池パネル20を内側から嵌め込み可能な溝が設けられている。第2部分45Bは、嵌め込まれた太陽電池パネル20の受光面上を覆い、接着剤31を介して受光面に接する。なお、第2部分45Bの幅方向長さは本体部41Aの幅方向長さと同程度であり、第2部分45Bは、太陽電池パネル20の受光面のうち本体部41A上に配置された部分のみを覆っている。
フレーム40Bは、太陽電池パネル20の長辺側の端縁に取り付けられる。フレーム40Bは、フレーム40Aよりも長さが長い以外はフレーム40Aと同じ構造を有する。フレーム40A,40Bは、例えば、本体部の空洞に圧入されるコーナーピース(図示せず)を用いて互いに接続される。フレーム40B,40Cも同様にして固定される。なお、各フレーム40A,40B,40Cの長手方向両端部は斜めにカットされており、かかる両端部に形成される端面の長手方向に対する傾斜角度は略45°であることが好ましい。各フレーム40A,40B,40Cは、接続部分で各々の長手方向端面が一致するように、内側に向かって小さくなる台形形状(平面視)となるようにカットされる。
本実施形態では、太陽電池パネル20の端縁C以外の端縁において、第1保護部材22の端と第2保護部材23の端とが一致している。即ち、フレーム40A,40Bの凹部は、第1保護部材22、第2保護部材23、及びこれに挟持された充填材24等を嵌め込み可能な溝となるように形成される。一方、本実施形態では、端縁Cにおいて、第1保護部材22の裏面側の面が第2保護部材23の端から露出している。即ち、端部Cにおいて、第1保護部材22の長さが第2保護部材23よりも長くなっている。そして、フレーム40Cの凹部42Cには、第1保護部材22を嵌め込み可能な溝が設けられており、かかる溝はフレーム40A,40Bの凹部よりも狭くなっている。
フレーム40Cは、太陽電池パネル20の端縁Cに取り付けられる。フレーム40Cは、フレーム40A,40Bと同様に、本体部41C及び凹部42Cを有し、凹部42Cは本体部41C上に設けられた押え部43Cにより構成される。但し、押え部43Cの第1部分44Cの長さは第1部分44Aよりも短く、上記のように、押え部43Cの第2部分45Cと本体部41Cの上面との間隔は凹部42Aの場合よりも狭い。
フレーム40Cは、端子ボックス30上に位置する太陽電池パネル20の受光面を覆う鍔部46を有する。鍔部46は、少なくともフレーム40Cの直上から太陽電池モジュール10を平面視したときに端子ボックス30が見えないように形成されることが好ましい。端子ボックス30は、上記のように本体部41Cの太陽電池モジュール10の内側の面に接して取り付けられているから、鍔部46は、本体部41Cよりも内側に大きく張り出している。断熱性等の観点から、鍔部46と太陽電池パネル20との間には接着剤31が設けられず、鍔部46が受光面に貼り付いていないことが好適である。なお、鍔部46と太陽電池パネル20との間には、例えば、小さな隙間が存在するか又は隙間がなく鍔部46は受光面に略接している。
鍔部46は、凹部42Cから張り出して凹部42Cと一体成形されている。より詳しくは、凹部42Cを形成する押え部43Cの第2部分45Cと一体成形されている。本実施形態では、第2部分45Cと鍔部46との厚みが同一であり、鍔部46は第2部分45Cと同様に幅方向に沿って真っすぐに延びている。即ち、フレーム40Cは、第2部分45Cが端子ボックス30上を覆うように張り出していると言える。説明の便宜上、本体部41Cよりも太陽電池モジュール10の中央側に張り出した部分を鍔部46とする。なお、鍔部46をフレーム40Cから分離された別部材として、例えば、太陽電池パネル20の受光面に直接貼り付ける構成としてもよいが、意匠性や断熱性の観点からフレーム40Cと一体成形されていることが好ましい。
鍔部46は、端子ボックス30が取り付けられるフレーム40Cの長手方向中央部だけに形成されてもよく、図1に例示するように両側のフレーム40Bに接する長さで形成されてもよい。意匠性等の観点からは、後者が好ましい。図1に示す鍔部46は、平面視において矩形形状を有する。鍔部46は、太陽電池素子21はもとより、出力配線材27及び第2の渡り配線材28についても意匠性等の観点から可能な限り覆わないように形成されることが好適である。即ち、鍔部46は、端子ボックス30上を覆い、太陽電池素子21と端子ボックス30との間に設けられる出力配線材27及び第2の渡り配線材28を覆わないように、その幅方向長さを設定することが好適である。
鍔部46は、その下面48が上面47よりも長く延びるように先端面49が傾斜している。先端面49の傾斜角度は特に限定されず、例えば、45°程度とすることができる。先端面49は、鍔部46の全長に亘って傾斜していることが好適である。このように先端面49を傾斜させることにより、鍔部46の厚みに起因する影の発生を抑制することができる。なお、フレーム40A,40Bについても、押え部の先端面が傾斜していることが好ましい(図2参照)。
上記構成を備えた太陽電池モジュール10によれば、フレーム40Cの鍔部46が端子ボックス30上を覆って保護するため、火事等により火の粉がモジュール上にのった場合に、その熱が端子ボックス30に伝わり難くなる。これにより、端子ボックス30を固定する接着剤31の溶融等を抑制して、端子ボックス30の脱落を防ぐことができる。即ち、太陽電池モジュール10によれば、簡便な構造によって耐火性を向上させることができる。
また、鍔部46により端子ボックス30が受光面側から見えないように隠蔽されるため、太陽電池モジュール10の意匠性が向上する。
図5~図9(図4に対応する図)、及び図10(図1に対応する図)を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。以下では、上記実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略し、上記実施形態との相違点につき詳細に説明する。
図5に例示する形態では、鍔部46uが、凹部42Cよりも厚みが薄くなった薄肉部50を有する点で上記実施形態と相違する。より詳しくは、凹部42Cを構成する押え部43Cの第2部分45Cよりも鍔部46uが薄肉に形成されている。図5に示す鍔部46uでは、第2部分45Cとの境界である根元部分から先端部分まで、その全体が薄肉部50となっている。
薄肉部50は、上面については第2部分45Cの上面と同一平面を形成すると共に、下面側の構成材料が除かれることで薄肉化されている。これにより、薄肉部50と太陽電池パネル20との間に大きな隙間が形成される。上記実施形態においても、鍔部46uと太陽電池パネル20との間に隙間が形成される場合はあるが、かかる隙間は図5に例示する形態に比べて小さい。したがって、当該形態によれば、上記実施形態よりも断熱効果が高く、火の粉の熱が端子ボックス30に伝わり難いため、端子ボックス30の脱落をより高度に防ぐことが可能となる。薄肉部50は、機械的強度に問題がない範囲で厚みが薄いことが好ましい。
図6に例示する形態では、鍔部46vの先端部分において、太陽電池パネル20との隙間が中間部分よりも狭くなっている点で図5に例示する形態と相違する。より詳しくは、先端部分だけが厚肉化されており、薄肉部50よりも太陽電池パネル20との隙間が小さくなっている。先端部分をさらに厚肉化して太陽電池パネル20と接するようにしてもよく、或いは鍔部46vの全体を薄肉化(図5に示す形態)して先端部分を太陽電池パネル20側に曲げ加工してもよい。これにより、鍔部46vを薄肉化して太陽電池パネル20との隙間を大きくとった場合であっても、その隙間に水や埃等の異物が侵入することや鍔部46vが捲れあがるといった不具合を防止することができる。
図7に例示する鍔部46wには、鍔部46vの薄肉部50の一部が厚肉化してリブ51が設けられている。リブ51は、例えば、鍔部46wの幅方向中央部において、フレーム40Cwの長手方向に沿って設けられる。そして、リブ51の幅方向両側には、薄肉部50が形成される。リブ51を設けることにより、鍔部46wの変形量を小さくすることができ、例えば、薄肉部50をさらに薄く形成することが可能となる。また、リブ51の太陽電池モジュール中央側終端部の面は、下方に向かってリブ51の幅が小さくなるように傾斜していることが好適である。これにより、リブ51に太陽電池パネル20が引っ掛かることなく、太陽電池パネル20をスムーズに嵌め込むことができる。同様に、第2部分45C下方の太陽電池モジュール中央側終端部の面もリブ51と同様に傾斜していることが好ましい。かかる傾斜構造は、例えば、薄肉部50の厚みを押え部43Cに近づくにつれて厚くすることで形成できる。
図8に例示する形態では、太陽電池パネル20の第2保護部材23xがガラス基板よりも厚みが薄い樹脂製シートである点で上記実施形態と相違する。そして、太陽電池パネル20の端縁Cにおける第1保護部材22と第2保護部材23xの長さが同じであり、フレーム40Cxの凹部42Cxに第1保護部材22、第2保護部材23x、及びこれに挟持された充填材24等が嵌め込まれている。したがって、フレーム40Cxの第1部分44Cxの長さが、フレーム40A及40Bの第1部分44a及び44bと同様となる。また、第2保護部材23xには、貫通孔29が形成されており、貫通孔29を通して出力配線材27及び第2の渡り配線材28が太陽電池パネル20から引き出されて端子ボックス30に接続されている。なお、その他のフレーム40Cxの構造は、第1部分44Cxが上記の図4に例示する実施形態のフレーム40Cの第1部分44Cに比べ厚い以外、同じである。
図9に例示する形態では、太陽電池パネル20の端縁Cにおける第1保護部材22と第2保護部材23yの長さが同じであり、凹部42Cyが凹部42Aと同様に第1保護部材22、第2保護部材23y、及びこれに挟持された充填材24等を嵌め込み可能な溝を有する点で上記実施形態と相違する。フレーム40Cyは、フレーム40Cに比べて、第1部分44Cyの上下方向長さが長くなっている。換言すると、図9に例示するフレーム41yは、フレーム40Aに鍔部46を設けた構造である。また、出力配線材27及び第2の渡り配線材28は、第2の保護部材23yの周囲を沿うようにして引き廻され、凹部42Cyの中を経て、端子ボックス30に接続されている。なお、この場合にあっては、出力配線材27及び第2の渡り配線材28の周囲には絶縁被覆形成することが好ましい。
図10に例示する鍔部46zは、内側に向かって小さくなる台形形状(平面視)を有する。フレーム40Czは、鍔部46zを含む全体としても台形形状を有する。上記のように、フレーム40Czの長手方向両端部は、例えば、長手方向に対して略45°の角度でカットされているが、鍔部46zの長手方向両端部は、本体部、凹部と共に、略45°の角度でカットされている。なお、フレーム40Czは、鍔部の長手方向両端部の形状が異なる以外は、フレーム40Cと同じ構造を有する。
図5~図10に例示した形態の他にも様々な実施形態が考えられる。例えば、図8及び図9に例示する形態において、図5~図7に例示する薄肉化された鍔部を適用してもよい。また、1つのモジュールに複数の端子ボックス30が設置されてもよく、鍔部46が複数のフレームに形成されてもよい。さらには、各フレームの本体部41Aには、太陽電池モジュールを架台に固定するための金具が引っ掛かる係止部が設けられていてもよい。
10 太陽電池モジュール、20 太陽電池パネル、21 太陽電池素子、22 第1保護部材、23 第2保護部材、24 充填材、25 配線材、26 第1の渡り配線材、27 出力配線材、28 第2の渡り配線材、29 貫通孔、30 端子ボックス、31 接着剤、32 ストリング、40,40A,40B,40C フレーム、41A,41C 本体部、42A,42C 凹部、43A,43C 押え部、44A,44C 第1部分、45A,45C 第2部分、46 鍔部、47 上面、48 下面、49 先端面、50 薄肉部、51 リブ。
Claims (5)
- 太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの裏面側に設置される端子ボックスと、
前記太陽電池パネルの端縁に取り付けられ、前記端子ボックス上に位置する該パネルの受光面を覆う鍔部を有するフレームと、
を備えた太陽電池モジュール。 - 請求項1に記載の太陽電池モジュールであって、
前記フレームは、前記太陽電池パネルが嵌め込まれる凹部を有し、
前記鍔部は、前記凹部から張り出して前記凹部と一体成形されている太陽電池モジュール。 - 請求項2に記載の太陽電池モジュールであって、
前記鍔部は、前記凹部よりも厚みが薄くなった薄肉部を有し、
前記薄肉部と前記太陽電池パネルとの間に隙間が形成されている太陽電池モジュール。 - 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であって、
前記鍔部は、先端部分が前記太陽電池パネルと接している、又は前記太陽電池パネルとの隙間が中間部分よりも前記先端部分で狭くなっている太陽電池モジュール。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記鍔部は、その下面が上面よりも長く延びるように先端面が傾斜している太陽電池モジュール。
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