太陽電池モジュールの設置構造
【課題】屋根または屋上に対する太陽電池モジュールの設置構造であって、雨水などによるセルの劣化がなく、積雪による太陽電池モジュールの変形や太陽電池セルの損傷を防止でき、発電量の低下を低減し得る太陽電池モジュールの設置構造を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールの設置構造において、屋根または屋上側の太陽電池モジュール１の設置部分には、太陽電池モジュール１が下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサー３が配置されており、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュール１の背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられている。積雪や着雪の際の太陽電池モジュール１の撓み量を低減し、かつ、補強スペーサー３と太陽電池モジュール１との間の排水性を確保する。
【解決手段】太陽電池モジュールの設置構造において、屋根または屋上側の太陽電池モジュール１の設置部分には、太陽電池モジュール１が下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサー３が配置されており、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュール１の背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられている。積雪や着雪の際の太陽電池モジュール１の撓み量を低減し、かつ、補強スペーサー３と太陽電池モジュール１との間の排水性を確保する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの設置構造に関するものであり、詳しくは、積雪による太陽電池モジュールの撓みを抑制でき、発電量の低下を低減できる太陽電池モジュールの設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムには、発電した電力を二次電池に蓄電する独立蓄電方式、電力会社の送電網に繋げる系統連系方式があるが、何れの方式においても、太陽電池モジュール（以下、適宜「モジュール」と略記する。）を使用して太陽光から直接電力を得る。周知の通り、上記のモジュールは、光起電力効果により光を電力に変換する複数の太陽電池セル（以下、適宜「セル」と略記する。）をシート状の基材の上に配列して構成されており、一般的には建物の屋根、屋上あるいは壁面に設置される。
【０００３】
例えば、屋根にモジュールを設置する場合には、複数のモジュール（屋根装置）を棟の伸長方向に配列してモジュールで屋根面を覆い、所要の発電量を確保する。その場合の設置構造としては、波板状の金属製ベース板の突条部（凸部）にセルが予め接着剤で固定されたモジュールを使用し、これを野地板に取り付けると共に、長手方向に直交する断面が逆樋状に形成された細長の固定フレームをモジュールの連結部分の上方から野地板に取り付けることにより、各隣接するモジュール間の目地を封止するようにした構造が挙げられる。上記のような設置構造は、金属製ベース板を使用し、野地板に対する防火性能および防水性能の向上を企図したものである（特許文献１，図８〜図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、降雪地域においては、建物の屋根や屋上にモジュールを設置した場合、積雪や着雪によってモジュールに撓みが生じる。モジュール自体の構造によっても差異はあるが、一般的に、モジュールの中央部分において１０ｍｍを超える大きさの撓みが生ずると、モジュールの変形やセルの損傷を惹起し、その結果、比較的短期間に発電量が低下すると言う問題がある。その点、前述の設置構造のように、波板状のベース板の突条部にモジュールを固定する等、モジュールの背面を突起状の支持体で支持することは撓み防止の有効な手段と考えられる。
【０００６】
しかしながら、屋根や屋上に設置されたモジュールは、日常的に風雨に晒され、融雪水にも晒されるため、実際、支持体の先端部とモジュール背面との界面部分である接着部分に水が浸透する。その結果、滞留した水分によってセルの保護層が劣化し、セル自体の劣化を促進させる虞がある。
【０００７】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、雨水などによるセルの劣化がなく、しかも、積雪や着雪によるモジュールの変形やセルの損傷を防止でき、発電量の低下を低減し得る太陽電池モジュールの設置構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明においては、屋根または屋上側のモジュール設置部分に補強スペーサーを配置し、かつ、補強スペーサーとモジュールとの間に特定の大きさの隙間を設けることにより、積雪や着雪の際にモジュールを背面から支持してその撓み量を低減すると共に、補強スペーサーとモジュールとの間の排水性を確保した。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、複数の太陽電池セルを平面的に配列して成る太陽電池モジュールの屋根または屋上に対する設置構造であって、屋根または屋上側の太陽電池モジュールの設置部分には、太陽電池モジュールが下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサーが配置され、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造に存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、積雪や着雪によって太陽電池モジュールが撓む際の撓み量を補強スペーサーで一定量に規制できるため、モジュールの変形やセルの損傷を防止でき、しかも、補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間に特定の大きさの隙間が設けられているため、補強スペーサーと太陽電池モジュール背面との間に水分が滞留することがなく、その結果、発電量の低下を一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造に使用される各部材の係合関係を示した展開斜視図である。
【図２】太陽電池モジュールの一例の平面形状を示す上面図である。
【図３】図２の太陽電池モジュールにおける枠組みの構造を示す図であり、分図（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿って破断した太陽電池モジュールの縦断面図、分図（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿って破断した太陽電池モジュールの縦断面図である。
【図４】太陽電池モジュールの屋根への取付け手段の一例を示した縦断面図である。
【図５】本発明に適用される補強スペーサーの配置例を示した縦断面図である。
【図６】本発明に適用される補強スペーサーの他の配置例を示した縦断面図である。
【図７】補強スペーサーと太陽電池モジュールとの隙間を一部破断して示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。以下、太陽電池セルを「セル」、太陽電池モジュールを「モジュール」、太陽電池モジュールの設置構造を「設置構造」とそれぞれ略記する。
【００１３】
本発明の設置構造は、屋根または屋上に対するモジュールの設置構造であり、建物の構造に拘わらず、積雪、着雪を生じる各種の屋根や屋上に適用できる。図１中に符号１で示すモジュールは、屋根または屋上の１つの設置場所に対して通常は複数基配置される。図１では、部材構成を示すため、多数配列されるモジュール１の４基だけを抽出して例示している。なお、以下の実施形態では、屋根に設置する態様を一例に挙げて説明する。
【００１４】
図１に示すように、各モジュール１は、複数のセル２を平面的に配列して構成されている。本発明において、セル２としては、モジュール１を構成し得るものであれば特に制限されるものではなく、周知の各種のセル、例えば、各種の結晶シリコン型やアモルファスシリコン型のシリコン系電池セル、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ）、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系などの各種の化合物系電池セル、光電変換層に有機化合物を用いた有機系電池セル等が挙げられる。通常、１枚のセル２は、概略、ガラス基板または基材フィルムの表面に第１電極、光電変換層、第２電極、透明保護層を積層配置して構成されている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、モジュール１は、平面形状が例えば略正方形に形成された上記のようなセル２をシート状の基材２１の表面に１０〜１００枚程度配列して構成されている。基材２１は、例えば、エチレン酢酸ビニール共重合（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、シリコーン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド共重合体などから成る封止材と、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、各種プラスティックフィルム等から成る裏面材とが積層された積層構造を備えている。また、図示しないが、モジュール１の上面は透明な保護フィルムで被覆されている。各モジュール１においては、通常、１枚のセル２の第１電極とこれに隣接するセル２の第２電極とを順次に直列に接続されている。モジュール１の平面形状は、設置場所に応じて、正方形、長方形、台形などの適宜の形状に設計できる。
【００１６】
図２に示すように、モジュール１の外周部には、屋根の下地である野地板８にモジュール１を固定し且つ隣接するモジュール１同士を連結し、しかも、これらモジュールの背面側に放熱および排水用の隙間を設けるため、補強用の枠組み４が付設されている。具体的には、図２及び図３（ａ）に示すように、１組の平行な２辺に相当するモジュール１の縁部には、固定用の補強枠４１が取り付けられている。また、図２及び図３（ｂ）に示すように、他の１組の平行な２辺に相当するモジュール１の縁部には、連結用のメス型補強枠４２及びオス型補強枠４３がそれぞれ取り付けられている。モジュール１は、補強枠４１の長さ方向を屋根の勾配方向に沿わせ、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３の長さ方向を棟の長さ方向に沿わせるように配置される。
【００１７】
補強枠４１は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の縁取であり、図３（ａ）及び図４に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、上端部に２つの挟持片４１ｇがＦ字状に張出され且つ下端に前記の挟持片４１ｇとは反対側に脚部４１ｆが張出された構造を備え、２つの挟持片４１ｇの間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。そして、上記の補強枠４１は、図４に示す支持型材５及び押え縁６を使用して野地板８側に固定されるようになされている。なお、図示を省略するが、野地板８は、通常、防水用のアスファルトルーフィングで表面が被覆されている。
【００１８】
支持型材５は、図１に示すように、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長のレール状の部材であり、図４に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、扁平な箱形の台座部５１の両側面からそれぞれ上方に向けて支持片５２が張出され且つ下方に向けて脚部５３が張出された構造を備えている。支持型材５は、ねじ７１によって各脚部５３を垂木８１に固定され、補強枠４１は、ねじ７２によって脚部４１ｆを台座部５１に固定され、同時に、前述のメス型補強枠４２は、支持型材５の支持片５２で下方から支持されている。
【００１９】
各モジュール１は、補強枠４１が互いに隣接する状態で上記の支持型材５によって野地板８側に固定され、各隣接するモジュール１の間、すなわち、隣接する各補強枠４１の間の目地は、押え縁６によって塞がれている。押え縁６は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の目地材であり、長手方向に直交して断面視した場合、凹状に形成された固定部６１の上端から張出片６２が左右に各張出された構造を備え、かつ、固定部６１の上部内壁には、内側に僅かに突出する段差部が形成されている。また、固定部６１には、その上端を塞ぐための封止部材６３が取り付けられている。封止部材６３は、帯状平板体の裏面にキーとしての一対の突条が押え縁６の固定部６１の内法に相当する間隔で設けられており、突条の先端の膨出部が固定部６１の段差部に係合するようになされている。
【００２０】
押え縁６は、その固定部６１の底部に挿通したねじ７３を前述の支持型材５の台座部５１の上端面に螺着することにより各補強枠４１間の目地に取り付けられている。これにより、押え縁６の張出片６２が補強枠４１及びセル２の縁部を上方から押さえ付けように作用し、支持型材５に対してモジュール１を一層強固に固定できる。そして、押え縁６の固定部６１の上端開口は、封止部材６３を嵌め合わせることにより封止されている。
【００２１】
一方、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の縁取である。メス型補強枠４２は、図３（ｂ）に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、外形が略縦長の長方形に形成された中空の枠本体の上端部に２つの挟持片がＦ字状に張出されており、斯かる２つの挟持片の間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。更に、上側の挟持片は、枠本体の上端面に後述するオス型補強枠４３の重ね代が重なり合うように、型材の略厚さ分だけ枠本体の上端よりも高い位置に張出されている。
【００２２】
また、オス型補強枠４３は、図３（ｂ）に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、外形が略逆Ｌ字状の箱形に形成された中空の枠本体の上端部に２つの挟持片がＦ字状に張出されており、斯かる２つの挟持片の間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。そして、枠本体の上端部には、上記の２つの挟持片とは反対側に前述の重ね代が張出されている。
【００２３】
すなわち、野地板８上にモジュール１を配置した状態においては、メス型補強枠４２の枠本体の上端面にオス型補強枠４３の重ね代を重ね合わせることにより、各隣接するモジュール１間の隙間、換言すれば、棟の長さ方向に沿って並ぶモジュール１の繋ぎ部分が封止されている。そして、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３は、それぞれ枠本体の高さ部分が前述の補強枠４１の高さよりも短く形成されており、モジュール１を設置した状態において、モジュール１の平行な２辺部であるメス型補強枠４２とオス型補強枠４３の各下端側に通気および排水用のスリット４ｃが形成されるように構成されている。
【００２４】
セル２と野地板８との隙間の大きさ（野地板８からセル２の基材２１までの高さ）は、枠組み４の補強枠４１の高さの設定により、３０〜５０ｍｍ程度とされ、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３の各下側のスリット４ｃの開口高さは、１０〜３０ｍｍ程度とされている。なお、モジュール１は、屋上に配置する場合も、屋根におけるのと同様に、補強枠４１の長さ方向を水の排水方向に沿わせた状態に設置される。
【００２５】
本発明の設置構造においては、積雪や着雪によるモジュール１の撓みを低減するため、具体的にはモジュール１の中央部分における撓み量を１０ｍｍ未満に制限するため、図１に示すように、屋根または屋上側のモジュール１の設置部分には、モジュール１が下方へ撓んだ際に当該モジュールの背面を支持する補強スペーサー３が配置されている。本発明において、モジュール１の設置部分とは、図に例示したような屋根や屋上に直接設置する場合は屋根の野地板８や屋上スラブなどの建物部分を指し、扁平な箱状のケーシング等に予め収められたモジュール１を屋根や屋上に設置する場合、あるいは、屋根や屋上に装着された受け台にモジュール１を設置する場合は、屋根または屋上に設置した状態におけるケーシングの底面部分または受け台の部分を指す。
【００２６】
補強スペーサー３は、樹脂、金属、木質材料などの適宜の材料で構成することができるが、モジュール１を支持する際、当該モジュールに対する反発力を緩衝するため、全体がゴム又は上部がゴムで構成されているのが好ましい。ゴムを使用した補強スペーサー３の構造としては、金属や他の樹脂から成るスペーサー本体の上部にゴム製の緩衝部を設けたもの、硬度の異なる２種類のゴムの成形体を上下に組み合わせたもの、あるいは、１つのゴムの成形体で構成されたものが挙げられる。図に例示した補強スペーサー３は、１つのゴム成形体で構成されたものである。
【００２７】
補強スペーサー３は、短軸の角柱状や円柱状などの適宜の形状に形成できる。図１に例示した補強スペーサー３は、略立方体に近い四角柱状に形成されている。そして、図１及び図５に示すように、補強スペーサー３は、平面視してモジュール１の中央に相当する位置に１個配置されている。あるいは、補強スペーサー３は、平面視してモジュール１の中央に相当する位置の周囲に２〜４個均等配置されている。換言すれば、モジュール１の１辺部の長さを略均等に分割する位置に複数の補強スペーサー３が配置されている。図６に示す態様においては、モジュール１の一辺部を略三等分する位置に２個の補強スペーサー３が配置されている。複数の補強スペーサー３がモジュール１の中央に相当する位置から外れて配置されていることにより、配線端子や電子部品の収納用の電子ボックスが背面中央に設けられたモジュール１を設置する際に電子ボックスとの干渉を避けることができる。
【００２８】
上記のような補強スペーサー３は、その材料構成や形状に拘わらず、モジュール１の撓み荷重を支持する機能と適度な緩衝機能とを発揮する必要がある。一方、補強スペーサー３は、施工性を高め且つ製造コストを低減する観点から、また、後述するように水分の滞留を防止する観点から、出来る限り小型に形成されているのが好ましい。
【００２９】
そこで、本発明においては、補強スペーサー３の荷重支持機能、荷重に対する緩衝機能および小型化を考慮し、モジュール１の撓み方向（モジュール１による荷重方向）に直交する補強スペーサー３の断面の総面積は、モジュール１の投影面積（モジュール１の表側の表面積）の０．２〜０．９％、好ましくは０．２５〜０．３５％に設定されている。そして、斯かる断面積の範囲において、補強スペーサー３は、少なくともその上端部がＡ３０〜１００の硬度、好ましくはＡ４０〜６０の硬度のゴムで構成されている。
【００３０】
本発明において、補強スペーサー３の断面の総面積とは、補強スペーサー３が複数設けられる場合にはこれらの各断面積の合計を言う。また、ゴムの硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に基づき、デュロメータのタイプＡ（ショアＡ）を使用して測定した値を言う。デュロメータは、スプリングによって付勢された押針（圧子）を試料に押し付け、加圧力と試料からの反発力とが平衡状態になったときの押針の押し込み量を「硬さ」としてゲージで表示するゴム・プラスチックの高度計であり、硬度測定は、温度２３±２度、湿度５０±５％の環境下で行われる。
【００３１】
上記の補強スペーサー３は、十分な荷重支持機能を発揮し、かつ、モジュール１を支持した際の歪み量が小さく、しかも、不均一な積雪荷重によるモジュール１の偏った撓みに対しても転倒することのないように、当該補強スペーサーにおけるゴムの部分の厚さは、５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍに設定されている。なお、補強スペーサー３の全体の高さは、枠組み４の厚さ、野地板８からモジュール１の背面までの離間距離、および、後述する補強スペーサー３とモジュール１との隙間３２の大きさΔＳとの関係で設定される。
【００３２】
更に、本発明においては、雨水、融雪水などの水分の滞留を防止するため、図７に示すように、補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間３２が設けられる。常態とは、重力以外の積雪などによる荷重が掛かっていない通常の状態を言う。図７において、符号ΔＳが隙間３２の大きさを示している。換言すれば、本発明では、モジュール１に積雪や着雪がない場合は補強スペーサー３の上端側に上記の隙間３２を確保し、積雪や着雪があった場合にはモジュール１の撓み量を隙間３２の大きさΔＳで規定している。これにより、モジュール１の撓みによるセル２の損傷を防止でき、水分の滞留によるセル２の劣化も防止できる。
【００３３】
隙間３２の大きさΔＳを上記の範囲に設定する理由は次の通りである。すなわち、隙間３２の大きさΔＳを１ｍｍ未満に設定した場合には、モジュール１の撓み量を小さくできる反面、補強スペーサー３とモジュール１の間の排水性が低下し、セル２が劣化し易くなる。他方、隙間３２の大きさΔＳを５ｍｍよりも大きくに設定した場合には、積雪によるモジュール１の撓み量が大きくなり、モジュール１にクラックが発生したり、セル２に損傷を来す虞がある。
【００３４】
本発明の設置構造は次のようにして施工される。先ず、屋根の野地板８の上面にモジュール１の配置位置換言すれば、支持型材５の配置位置を罫書き、補強スペーサー３に取付位置を罫書く。次いで、図５又は図６に示すように、耐候性を有する接着剤を使用し、補強スペーサー３を野地板８に固定する。補強スペーサー３が固定された後は、図１に示すように、支持型材５を垂木８１に沿わせて野地板８の上に配置し、図４に示すようにねじ７１で垂木８１に支持型材５の脚部５３を固定する。そして、パワーコンディショナーや分電盤に至る所要の配線を予め配置する。
【００３５】
次いで、モジュール１同士を結線し且つ配線に接続しながら、支持型材５に沿ってモジュール１を順次取り付けてゆく。モジュール１の取り付けにおいては、図１に示すように支持型材５にモジュール１を載せ、図４に示すようにねじ７２で支持型材５の台座部５１に補強枠４１の脚部４１ｆを固定する。そして、棟の伸長方向に沿って補強枠４１が隣接する各モジュール１の間の目地は、支持型材５の台座部５１にねじ７３で押え縁６を取り付けることにより塞ぎ、押え縁６の固定部６１の上端は、封止部材６３を嵌め合わせて塞ぐ。また、屋根の勾配方向に沿ってメス型補強枠４２及びオス型補強枠４３が隣接する各モジュール１の繋ぎ目は、モジュール１を配列する際、メス型補強枠４２の枠本体の上端面にオス型補強枠４３の重ね代を重ね合わせて塞ぐことができる。
【００３６】
上記のようにして施工された本発明の設置構造においては、積雪や着雪によってモジュール１が撓む際のモジュール１の中央部分における撓み量を補強スペーサー３により１０ｍｍ以下に制限できるため、モジュール１の変形やセル２の損傷を防止できる。特に、補強スペーサー３の断面の総面積が特定の大きさに設定され且つ補強スペーサー３の少なくとも上端部が特定の硬度のゴムで構成されていることにより、モジュール１の撓み変形に対して荷重を緩衝するように支持できるため、セル２の損傷を一層確実に防止できる。一方、常態においては、補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との間に特定の大きさΔＳの隙間３２が設けられているため、モジュール１の背面側、すなわち、補強スペーサー３とモジュール１との間に水分が滞留することがなく、セル２の劣化を促進させることもない。従って、本発明の設置構造によれば、発電量の低下を一層低減できる。
【００３７】
また、本発明の設置構造においては、上記の隙間３２により、常態において補強スペーサー３がモジュール１に直接接触していないため、日射および発電時のモジュール１の昇温による補強スペーサー３自体の熱劣化を低減できる。そして、モジュール１裏面への補強スペーサー３の接着を生じることもないため、モジュール１の変形や補強スペーサー３自体の膨張収縮による野地板８の浮き上がり現象を発生させることもない。更に、本発明の設置構造によれば、積雪や着雪による荷重に対し、補強スペーサー３で補強できるため、モジュール１の全体の厚さを薄く設計でき、モジュール１の製造コストを一層低減できる。しかも、施工においては、支持型材５及びモジュール１を取り付ける際、予め固定された補強スペーサー３を簡易足場として利用できるため、効率的に施工することができる。
【実施例】
【００３８】
錘を使用して積雪量に相当する荷重を１基のモジュール１に加え、補強スペーサー３のゴムの厚さ及び配置形態ならびに荷重の大きさを変えてモジュール１の撓み量を測定した。試料のモジュール１としては、発電量８５Ｗの単結晶型のセル２が基材２１の表面に３６枚配列され、全体の平面形状を１辺９３０ｍｍの正方形に形成され且つ厚さを８．４ｍｍに設計されたものを使用した。また、補強スペーサー３は、平面形状を一辺５０ｍｍの正方形に形成された木製のスペーサー本体の上端部に同様の平面形状のポリプロピレンゴムから成る緩衝部を付設して構成した。緩衝部のゴムの硬度はＡ８０であった。補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との隙間３２の大きさΔＳは、補強スペーサー３のスペーサー本体の高さ及び緩衝部の厚さの調節により１ｍｍに設定した。
【００３９】
測定に当たり、モジュール１は、その平行な２辺部を支持する樋状の支持台に載せ、補強スペーサー３は、支持台の底部に固定した。そして、約０．５〜２．５ｍの積雪に相当する１〜５ｋＮの荷重をモジュール１に加え、１時間経過後の撓み量を測定した。撓み量については、レーザー水準器を使用し、モジュール１の平行な他の２辺部側から水平方向にレーザー光を照射してモジュール１の背面中央部（基材２１の背面）のレベルを測定し、荷重を加える前と加えた後とのレベルの差をもって撓み量とした。
【００４０】
実施例１〜３：
補強スペーサー３の緩衝部（ゴム）の厚さを１５ｍｍ（実施例１，２）、４５ｍｍ（実施例３）に設定した。補強スペーサー３の配置形態は、モジュール１の中央に相当する位置に対して１個の配置（実施例１）、ジュール１の中央から左右２００ｍｍ各離れた部分に相当する位置に対して合計２箇の配置（実施例２，３）とした。そして、上記の荷重を加えた結果、表１に示すように、撓み量は１．１〜６．１ｍｍであった。すなわち、本発明の設置構造によれば、モジュール１の撓み量を１０ｍｍ未満に抑え得ることが確認された。
【００４１】
比較例１：
補強スペーサー３を配置しなかった点を除き、実施例と同様のモジュール１を使用し、実施例と同様の荷重に対するモジュール１の撓み量を実施例と同様に測定した。その結果、表１に示すように、撓み量は７．５〜１２．５ｍｍであった。すなわち、比較例の設置構造では、１．５ｍを超える積雪荷重で撓み量が１０ｍｍを超えることが確認された。
【００４２】
【表１】
【符号の説明】
【００４３】
１ ：太陽電池モジュール
２ ：太陽電池セル
２１ ：基材
３ ：補強スペーサー
３２ ：隙間
ΔＳ ：隙間の大きさ
４ ：枠組み
４１ ：補強枠
４２ ：メス型補強枠
４３ ：オス型補強枠
５ ：支持型材
６ ：押え縁
６３ ：封止部材
８ ：野地板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの設置構造に関するものであり、詳しくは、積雪による太陽電池モジュールの撓みを抑制でき、発電量の低下を低減できる太陽電池モジュールの設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムには、発電した電力を二次電池に蓄電する独立蓄電方式、電力会社の送電網に繋げる系統連系方式があるが、何れの方式においても、太陽電池モジュール（以下、適宜「モジュール」と略記する。）を使用して太陽光から直接電力を得る。周知の通り、上記のモジュールは、光起電力効果により光を電力に変換する複数の太陽電池セル（以下、適宜「セル」と略記する。）をシート状の基材の上に配列して構成されており、一般的には建物の屋根、屋上あるいは壁面に設置される。
【０００３】
例えば、屋根にモジュールを設置する場合には、複数のモジュール（屋根装置）を棟の伸長方向に配列してモジュールで屋根面を覆い、所要の発電量を確保する。その場合の設置構造としては、波板状の金属製ベース板の突条部（凸部）にセルが予め接着剤で固定されたモジュールを使用し、これを野地板に取り付けると共に、長手方向に直交する断面が逆樋状に形成された細長の固定フレームをモジュールの連結部分の上方から野地板に取り付けることにより、各隣接するモジュール間の目地を封止するようにした構造が挙げられる。上記のような設置構造は、金属製ベース板を使用し、野地板に対する防火性能および防水性能の向上を企図したものである（特許文献１，図８〜図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、降雪地域においては、建物の屋根や屋上にモジュールを設置した場合、積雪や着雪によってモジュールに撓みが生じる。モジュール自体の構造によっても差異はあるが、一般的に、モジュールの中央部分において１０ｍｍを超える大きさの撓みが生ずると、モジュールの変形やセルの損傷を惹起し、その結果、比較的短期間に発電量が低下すると言う問題がある。その点、前述の設置構造のように、波板状のベース板の突条部にモジュールを固定する等、モジュールの背面を突起状の支持体で支持することは撓み防止の有効な手段と考えられる。
【０００６】
しかしながら、屋根や屋上に設置されたモジュールは、日常的に風雨に晒され、融雪水にも晒されるため、実際、支持体の先端部とモジュール背面との界面部分である接着部分に水が浸透する。その結果、滞留した水分によってセルの保護層が劣化し、セル自体の劣化を促進させる虞がある。
【０００７】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、雨水などによるセルの劣化がなく、しかも、積雪や着雪によるモジュールの変形やセルの損傷を防止でき、発電量の低下を低減し得る太陽電池モジュールの設置構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明においては、屋根または屋上側のモジュール設置部分に補強スペーサーを配置し、かつ、補強スペーサーとモジュールとの間に特定の大きさの隙間を設けることにより、積雪や着雪の際にモジュールを背面から支持してその撓み量を低減すると共に、補強スペーサーとモジュールとの間の排水性を確保した。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、複数の太陽電池セルを平面的に配列して成る太陽電池モジュールの屋根または屋上に対する設置構造であって、屋根または屋上側の太陽電池モジュールの設置部分には、太陽電池モジュールが下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサーが配置され、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造に存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、積雪や着雪によって太陽電池モジュールが撓む際の撓み量を補強スペーサーで一定量に規制できるため、モジュールの変形やセルの損傷を防止でき、しかも、補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間に特定の大きさの隙間が設けられているため、補強スペーサーと太陽電池モジュール背面との間に水分が滞留することがなく、その結果、発電量の低下を一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造に使用される各部材の係合関係を示した展開斜視図である。
【図２】太陽電池モジュールの一例の平面形状を示す上面図である。
【図３】図２の太陽電池モジュールにおける枠組みの構造を示す図であり、分図（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿って破断した太陽電池モジュールの縦断面図、分図（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿って破断した太陽電池モジュールの縦断面図である。
【図４】太陽電池モジュールの屋根への取付け手段の一例を示した縦断面図である。
【図５】本発明に適用される補強スペーサーの配置例を示した縦断面図である。
【図６】本発明に適用される補強スペーサーの他の配置例を示した縦断面図である。
【図７】補強スペーサーと太陽電池モジュールとの隙間を一部破断して示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。以下、太陽電池セルを「セル」、太陽電池モジュールを「モジュール」、太陽電池モジュールの設置構造を「設置構造」とそれぞれ略記する。
【００１３】
本発明の設置構造は、屋根または屋上に対するモジュールの設置構造であり、建物の構造に拘わらず、積雪、着雪を生じる各種の屋根や屋上に適用できる。図１中に符号１で示すモジュールは、屋根または屋上の１つの設置場所に対して通常は複数基配置される。図１では、部材構成を示すため、多数配列されるモジュール１の４基だけを抽出して例示している。なお、以下の実施形態では、屋根に設置する態様を一例に挙げて説明する。
【００１４】
図１に示すように、各モジュール１は、複数のセル２を平面的に配列して構成されている。本発明において、セル２としては、モジュール１を構成し得るものであれば特に制限されるものではなく、周知の各種のセル、例えば、各種の結晶シリコン型やアモルファスシリコン型のシリコン系電池セル、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ）、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系などの各種の化合物系電池セル、光電変換層に有機化合物を用いた有機系電池セル等が挙げられる。通常、１枚のセル２は、概略、ガラス基板または基材フィルムの表面に第１電極、光電変換層、第２電極、透明保護層を積層配置して構成されている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、モジュール１は、平面形状が例えば略正方形に形成された上記のようなセル２をシート状の基材２１の表面に１０〜１００枚程度配列して構成されている。基材２１は、例えば、エチレン酢酸ビニール共重合（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、シリコーン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド共重合体などから成る封止材と、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、各種プラスティックフィルム等から成る裏面材とが積層された積層構造を備えている。また、図示しないが、モジュール１の上面は透明な保護フィルムで被覆されている。各モジュール１においては、通常、１枚のセル２の第１電極とこれに隣接するセル２の第２電極とを順次に直列に接続されている。モジュール１の平面形状は、設置場所に応じて、正方形、長方形、台形などの適宜の形状に設計できる。
【００１６】
図２に示すように、モジュール１の外周部には、屋根の下地である野地板８にモジュール１を固定し且つ隣接するモジュール１同士を連結し、しかも、これらモジュールの背面側に放熱および排水用の隙間を設けるため、補強用の枠組み４が付設されている。具体的には、図２及び図３（ａ）に示すように、１組の平行な２辺に相当するモジュール１の縁部には、固定用の補強枠４１が取り付けられている。また、図２及び図３（ｂ）に示すように、他の１組の平行な２辺に相当するモジュール１の縁部には、連結用のメス型補強枠４２及びオス型補強枠４３がそれぞれ取り付けられている。モジュール１は、補強枠４１の長さ方向を屋根の勾配方向に沿わせ、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３の長さ方向を棟の長さ方向に沿わせるように配置される。
【００１７】
補強枠４１は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の縁取であり、図３（ａ）及び図４に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、上端部に２つの挟持片４１ｇがＦ字状に張出され且つ下端に前記の挟持片４１ｇとは反対側に脚部４１ｆが張出された構造を備え、２つの挟持片４１ｇの間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。そして、上記の補強枠４１は、図４に示す支持型材５及び押え縁６を使用して野地板８側に固定されるようになされている。なお、図示を省略するが、野地板８は、通常、防水用のアスファルトルーフィングで表面が被覆されている。
【００１８】
支持型材５は、図１に示すように、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長のレール状の部材であり、図４に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、扁平な箱形の台座部５１の両側面からそれぞれ上方に向けて支持片５２が張出され且つ下方に向けて脚部５３が張出された構造を備えている。支持型材５は、ねじ７１によって各脚部５３を垂木８１に固定され、補強枠４１は、ねじ７２によって脚部４１ｆを台座部５１に固定され、同時に、前述のメス型補強枠４２は、支持型材５の支持片５２で下方から支持されている。
【００１９】
各モジュール１は、補強枠４１が互いに隣接する状態で上記の支持型材５によって野地板８側に固定され、各隣接するモジュール１の間、すなわち、隣接する各補強枠４１の間の目地は、押え縁６によって塞がれている。押え縁６は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の目地材であり、長手方向に直交して断面視した場合、凹状に形成された固定部６１の上端から張出片６２が左右に各張出された構造を備え、かつ、固定部６１の上部内壁には、内側に僅かに突出する段差部が形成されている。また、固定部６１には、その上端を塞ぐための封止部材６３が取り付けられている。封止部材６３は、帯状平板体の裏面にキーとしての一対の突条が押え縁６の固定部６１の内法に相当する間隔で設けられており、突条の先端の膨出部が固定部６１の段差部に係合するようになされている。
【００２０】
押え縁６は、その固定部６１の底部に挿通したねじ７３を前述の支持型材５の台座部５１の上端面に螺着することにより各補強枠４１間の目地に取り付けられている。これにより、押え縁６の張出片６２が補強枠４１及びセル２の縁部を上方から押さえ付けように作用し、支持型材５に対してモジュール１を一層強固に固定できる。そして、押え縁６の固定部６１の上端開口は、封止部材６３を嵌め合わせることにより封止されている。
【００２１】
一方、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３は、アルミニウム合金の押出し型材で構成された細長の縁取である。メス型補強枠４２は、図３（ｂ）に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、外形が略縦長の長方形に形成された中空の枠本体の上端部に２つの挟持片がＦ字状に張出されており、斯かる２つの挟持片の間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。更に、上側の挟持片は、枠本体の上端面に後述するオス型補強枠４３の重ね代が重なり合うように、型材の略厚さ分だけ枠本体の上端よりも高い位置に張出されている。
【００２２】
また、オス型補強枠４３は、図３（ｂ）に示すように、長手方向に直交して断面視した場合、外形が略逆Ｌ字状の箱形に形成された中空の枠本体の上端部に２つの挟持片がＦ字状に張出されており、斯かる２つの挟持片の間にセル２の一辺部を挟み込むようにして取り付けられている。そして、枠本体の上端部には、上記の２つの挟持片とは反対側に前述の重ね代が張出されている。
【００２３】
すなわち、野地板８上にモジュール１を配置した状態においては、メス型補強枠４２の枠本体の上端面にオス型補強枠４３の重ね代を重ね合わせることにより、各隣接するモジュール１間の隙間、換言すれば、棟の長さ方向に沿って並ぶモジュール１の繋ぎ部分が封止されている。そして、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３は、それぞれ枠本体の高さ部分が前述の補強枠４１の高さよりも短く形成されており、モジュール１を設置した状態において、モジュール１の平行な２辺部であるメス型補強枠４２とオス型補強枠４３の各下端側に通気および排水用のスリット４ｃが形成されるように構成されている。
【００２４】
セル２と野地板８との隙間の大きさ（野地板８からセル２の基材２１までの高さ）は、枠組み４の補強枠４１の高さの設定により、３０〜５０ｍｍ程度とされ、メス型補強枠４２及びオス型補強枠４３の各下側のスリット４ｃの開口高さは、１０〜３０ｍｍ程度とされている。なお、モジュール１は、屋上に配置する場合も、屋根におけるのと同様に、補強枠４１の長さ方向を水の排水方向に沿わせた状態に設置される。
【００２５】
本発明の設置構造においては、積雪や着雪によるモジュール１の撓みを低減するため、具体的にはモジュール１の中央部分における撓み量を１０ｍｍ未満に制限するため、図１に示すように、屋根または屋上側のモジュール１の設置部分には、モジュール１が下方へ撓んだ際に当該モジュールの背面を支持する補強スペーサー３が配置されている。本発明において、モジュール１の設置部分とは、図に例示したような屋根や屋上に直接設置する場合は屋根の野地板８や屋上スラブなどの建物部分を指し、扁平な箱状のケーシング等に予め収められたモジュール１を屋根や屋上に設置する場合、あるいは、屋根や屋上に装着された受け台にモジュール１を設置する場合は、屋根または屋上に設置した状態におけるケーシングの底面部分または受け台の部分を指す。
【００２６】
補強スペーサー３は、樹脂、金属、木質材料などの適宜の材料で構成することができるが、モジュール１を支持する際、当該モジュールに対する反発力を緩衝するため、全体がゴム又は上部がゴムで構成されているのが好ましい。ゴムを使用した補強スペーサー３の構造としては、金属や他の樹脂から成るスペーサー本体の上部にゴム製の緩衝部を設けたもの、硬度の異なる２種類のゴムの成形体を上下に組み合わせたもの、あるいは、１つのゴムの成形体で構成されたものが挙げられる。図に例示した補強スペーサー３は、１つのゴム成形体で構成されたものである。
【００２７】
補強スペーサー３は、短軸の角柱状や円柱状などの適宜の形状に形成できる。図１に例示した補強スペーサー３は、略立方体に近い四角柱状に形成されている。そして、図１及び図５に示すように、補強スペーサー３は、平面視してモジュール１の中央に相当する位置に１個配置されている。あるいは、補強スペーサー３は、平面視してモジュール１の中央に相当する位置の周囲に２〜４個均等配置されている。換言すれば、モジュール１の１辺部の長さを略均等に分割する位置に複数の補強スペーサー３が配置されている。図６に示す態様においては、モジュール１の一辺部を略三等分する位置に２個の補強スペーサー３が配置されている。複数の補強スペーサー３がモジュール１の中央に相当する位置から外れて配置されていることにより、配線端子や電子部品の収納用の電子ボックスが背面中央に設けられたモジュール１を設置する際に電子ボックスとの干渉を避けることができる。
【００２８】
上記のような補強スペーサー３は、その材料構成や形状に拘わらず、モジュール１の撓み荷重を支持する機能と適度な緩衝機能とを発揮する必要がある。一方、補強スペーサー３は、施工性を高め且つ製造コストを低減する観点から、また、後述するように水分の滞留を防止する観点から、出来る限り小型に形成されているのが好ましい。
【００２９】
そこで、本発明においては、補強スペーサー３の荷重支持機能、荷重に対する緩衝機能および小型化を考慮し、モジュール１の撓み方向（モジュール１による荷重方向）に直交する補強スペーサー３の断面の総面積は、モジュール１の投影面積（モジュール１の表側の表面積）の０．２〜０．９％、好ましくは０．２５〜０．３５％に設定されている。そして、斯かる断面積の範囲において、補強スペーサー３は、少なくともその上端部がＡ３０〜１００の硬度、好ましくはＡ４０〜６０の硬度のゴムで構成されている。
【００３０】
本発明において、補強スペーサー３の断面の総面積とは、補強スペーサー３が複数設けられる場合にはこれらの各断面積の合計を言う。また、ゴムの硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に基づき、デュロメータのタイプＡ（ショアＡ）を使用して測定した値を言う。デュロメータは、スプリングによって付勢された押針（圧子）を試料に押し付け、加圧力と試料からの反発力とが平衡状態になったときの押針の押し込み量を「硬さ」としてゲージで表示するゴム・プラスチックの高度計であり、硬度測定は、温度２３±２度、湿度５０±５％の環境下で行われる。
【００３１】
上記の補強スペーサー３は、十分な荷重支持機能を発揮し、かつ、モジュール１を支持した際の歪み量が小さく、しかも、不均一な積雪荷重によるモジュール１の偏った撓みに対しても転倒することのないように、当該補強スペーサーにおけるゴムの部分の厚さは、５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍに設定されている。なお、補強スペーサー３の全体の高さは、枠組み４の厚さ、野地板８からモジュール１の背面までの離間距離、および、後述する補強スペーサー３とモジュール１との隙間３２の大きさΔＳとの関係で設定される。
【００３２】
更に、本発明においては、雨水、融雪水などの水分の滞留を防止するため、図７に示すように、補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間３２が設けられる。常態とは、重力以外の積雪などによる荷重が掛かっていない通常の状態を言う。図７において、符号ΔＳが隙間３２の大きさを示している。換言すれば、本発明では、モジュール１に積雪や着雪がない場合は補強スペーサー３の上端側に上記の隙間３２を確保し、積雪や着雪があった場合にはモジュール１の撓み量を隙間３２の大きさΔＳで規定している。これにより、モジュール１の撓みによるセル２の損傷を防止でき、水分の滞留によるセル２の劣化も防止できる。
【００３３】
隙間３２の大きさΔＳを上記の範囲に設定する理由は次の通りである。すなわち、隙間３２の大きさΔＳを１ｍｍ未満に設定した場合には、モジュール１の撓み量を小さくできる反面、補強スペーサー３とモジュール１の間の排水性が低下し、セル２が劣化し易くなる。他方、隙間３２の大きさΔＳを５ｍｍよりも大きくに設定した場合には、積雪によるモジュール１の撓み量が大きくなり、モジュール１にクラックが発生したり、セル２に損傷を来す虞がある。
【００３４】
本発明の設置構造は次のようにして施工される。先ず、屋根の野地板８の上面にモジュール１の配置位置換言すれば、支持型材５の配置位置を罫書き、補強スペーサー３に取付位置を罫書く。次いで、図５又は図６に示すように、耐候性を有する接着剤を使用し、補強スペーサー３を野地板８に固定する。補強スペーサー３が固定された後は、図１に示すように、支持型材５を垂木８１に沿わせて野地板８の上に配置し、図４に示すようにねじ７１で垂木８１に支持型材５の脚部５３を固定する。そして、パワーコンディショナーや分電盤に至る所要の配線を予め配置する。
【００３５】
次いで、モジュール１同士を結線し且つ配線に接続しながら、支持型材５に沿ってモジュール１を順次取り付けてゆく。モジュール１の取り付けにおいては、図１に示すように支持型材５にモジュール１を載せ、図４に示すようにねじ７２で支持型材５の台座部５１に補強枠４１の脚部４１ｆを固定する。そして、棟の伸長方向に沿って補強枠４１が隣接する各モジュール１の間の目地は、支持型材５の台座部５１にねじ７３で押え縁６を取り付けることにより塞ぎ、押え縁６の固定部６１の上端は、封止部材６３を嵌め合わせて塞ぐ。また、屋根の勾配方向に沿ってメス型補強枠４２及びオス型補強枠４３が隣接する各モジュール１の繋ぎ目は、モジュール１を配列する際、メス型補強枠４２の枠本体の上端面にオス型補強枠４３の重ね代を重ね合わせて塞ぐことができる。
【００３６】
上記のようにして施工された本発明の設置構造においては、積雪や着雪によってモジュール１が撓む際のモジュール１の中央部分における撓み量を補強スペーサー３により１０ｍｍ以下に制限できるため、モジュール１の変形やセル２の損傷を防止できる。特に、補強スペーサー３の断面の総面積が特定の大きさに設定され且つ補強スペーサー３の少なくとも上端部が特定の硬度のゴムで構成されていることにより、モジュール１の撓み変形に対して荷重を緩衝するように支持できるため、セル２の損傷を一層確実に防止できる。一方、常態においては、補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との間に特定の大きさΔＳの隙間３２が設けられているため、モジュール１の背面側、すなわち、補強スペーサー３とモジュール１との間に水分が滞留することがなく、セル２の劣化を促進させることもない。従って、本発明の設置構造によれば、発電量の低下を一層低減できる。
【００３７】
また、本発明の設置構造においては、上記の隙間３２により、常態において補強スペーサー３がモジュール１に直接接触していないため、日射および発電時のモジュール１の昇温による補強スペーサー３自体の熱劣化を低減できる。そして、モジュール１裏面への補強スペーサー３の接着を生じることもないため、モジュール１の変形や補強スペーサー３自体の膨張収縮による野地板８の浮き上がり現象を発生させることもない。更に、本発明の設置構造によれば、積雪や着雪による荷重に対し、補強スペーサー３で補強できるため、モジュール１の全体の厚さを薄く設計でき、モジュール１の製造コストを一層低減できる。しかも、施工においては、支持型材５及びモジュール１を取り付ける際、予め固定された補強スペーサー３を簡易足場として利用できるため、効率的に施工することができる。
【実施例】
【００３８】
錘を使用して積雪量に相当する荷重を１基のモジュール１に加え、補強スペーサー３のゴムの厚さ及び配置形態ならびに荷重の大きさを変えてモジュール１の撓み量を測定した。試料のモジュール１としては、発電量８５Ｗの単結晶型のセル２が基材２１の表面に３６枚配列され、全体の平面形状を１辺９３０ｍｍの正方形に形成され且つ厚さを８．４ｍｍに設計されたものを使用した。また、補強スペーサー３は、平面形状を一辺５０ｍｍの正方形に形成された木製のスペーサー本体の上端部に同様の平面形状のポリプロピレンゴムから成る緩衝部を付設して構成した。緩衝部のゴムの硬度はＡ８０であった。補強スペーサー３の上端とモジュール１の背面との隙間３２の大きさΔＳは、補強スペーサー３のスペーサー本体の高さ及び緩衝部の厚さの調節により１ｍｍに設定した。
【００３９】
測定に当たり、モジュール１は、その平行な２辺部を支持する樋状の支持台に載せ、補強スペーサー３は、支持台の底部に固定した。そして、約０．５〜２．５ｍの積雪に相当する１〜５ｋＮの荷重をモジュール１に加え、１時間経過後の撓み量を測定した。撓み量については、レーザー水準器を使用し、モジュール１の平行な他の２辺部側から水平方向にレーザー光を照射してモジュール１の背面中央部（基材２１の背面）のレベルを測定し、荷重を加える前と加えた後とのレベルの差をもって撓み量とした。
【００４０】
実施例１〜３：
補強スペーサー３の緩衝部（ゴム）の厚さを１５ｍｍ（実施例１，２）、４５ｍｍ（実施例３）に設定した。補強スペーサー３の配置形態は、モジュール１の中央に相当する位置に対して１個の配置（実施例１）、ジュール１の中央から左右２００ｍｍ各離れた部分に相当する位置に対して合計２箇の配置（実施例２，３）とした。そして、上記の荷重を加えた結果、表１に示すように、撓み量は１．１〜６．１ｍｍであった。すなわち、本発明の設置構造によれば、モジュール１の撓み量を１０ｍｍ未満に抑え得ることが確認された。
【００４１】
比較例１：
補強スペーサー３を配置しなかった点を除き、実施例と同様のモジュール１を使用し、実施例と同様の荷重に対するモジュール１の撓み量を実施例と同様に測定した。その結果、表１に示すように、撓み量は７．５〜１２．５ｍｍであった。すなわち、比較例の設置構造では、１．５ｍを超える積雪荷重で撓み量が１０ｍｍを超えることが確認された。
【００４２】
【表１】
【符号の説明】
【００４３】
１ ：太陽電池モジュール
２ ：太陽電池セル
２１ ：基材
３ ：補強スペーサー
３２ ：隙間
ΔＳ ：隙間の大きさ
４ ：枠組み
４１ ：補強枠
４２ ：メス型補強枠
４３ ：オス型補強枠
５ ：支持型材
６ ：押え縁
６３ ：封止部材
８ ：野地板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを平面的に配列して成る太陽電池モジュールの屋根または屋上に対する設置構造であって、屋根または屋上側の太陽電池モジュールの設置部分には、太陽電池モジュールが下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサーが配置され、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
【請求項２】
補強スペーサーは、太陽電池モジュールの中央に相当する位置に１個配置されている請求項１に記載の設置構造。
【請求項３】
補強スペーサーは、太陽電池モジュールの中央に相当する位置の周囲に２〜４個均等配置されている請求項１に記載の設置構造。
【請求項４】
太陽電池モジュールの撓み方向に直交する補強スペーサーの断面の総面積が太陽電池モジュールの投影面積の０．２〜１％であり、補強スペーサーの少なくともその上端部がＡ３０〜１００の硬度のゴムで構成されている請求項１〜３の何れかに記載の設置構造。
【請求項５】
補強スペーサーにおけるゴムの厚さが５〜５０ｍｍである請求項４に記載の設置構造。
【請求項１】
複数の太陽電池セルを平面的に配列して成る太陽電池モジュールの屋根または屋上に対する設置構造であって、屋根または屋上側の太陽電池モジュールの設置部分には、太陽電池モジュールが下方へ撓んだ際に当該太陽電池モジュールの背面を支持する補強スペーサーが配置され、当該補強スペーサーの上端と太陽電池モジュールの背面との間には、常態において１〜５ｍｍの隙間が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
【請求項２】
補強スペーサーは、太陽電池モジュールの中央に相当する位置に１個配置されている請求項１に記載の設置構造。
【請求項３】
補強スペーサーは、太陽電池モジュールの中央に相当する位置の周囲に２〜４個均等配置されている請求項１に記載の設置構造。
【請求項４】
太陽電池モジュールの撓み方向に直交する補強スペーサーの断面の総面積が太陽電池モジュールの投影面積の０．２〜１％であり、補強スペーサーの少なくともその上端部がＡ３０〜１００の硬度のゴムで構成されている請求項１〜３の何れかに記載の設置構造。
【請求項５】
補強スペーサーにおけるゴムの厚さが５〜５０ｍｍである請求項４に記載の設置構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２３１４７７（Ｐ２０１１−２３１４７７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００５４０（Ｐ２０１０−１００５４０）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（５０９１２２３５９）株式会社ＦＰコーポレーション (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（５０９１２２３５９）株式会社ＦＰコーポレーション (4)
【Ｆターム（参考）】
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