太陽電池モジュール及び、その接続方法
【課題】 ハンドリング時や施工時のケーブルのばたつき、モジュールの電気接続時に出力端子箱にかかる応力軽減を可能とする太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする。
【解決手段】 太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル、突起部を有する裏面部材、出力端子箱、電気出力線からなる、太陽電池モジュールの裏面部材の突起部に貫通孔を設け、電気出力線を貫通孔に通すことで、ハンドリング時や施工時のケーブルのばたつき、モジュールの電気接続時に出力端子箱にかかる応力軽減を可能とする太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環境に対する意識の高まりが、世界的な広がりを見せている。中でもCO2の増加による温室効果で地球の温暖化が生じることが予測され、CO2を排出しないクリーンなエネルギーが求められている。太陽電池は現在のところ、クリーンなエネルギー源として、そのクリーンさと安全性と取り扱い易さから特に期待されている。
【０００３】
太陽電池は力学的強度や耐侯性を持たすために、太陽電池モジュールという形で用いられ、様々なタイプが提案されてきている。従来の太陽電池モジュールの例として、特開2003-229590に記載の４辺を枠材で囲んだような太陽電池モジュール等がある。図１に従来の太陽電池モジュールを非受光面から見た概観図を示す。
【０００４】
図１に示すように、従来の太陽電池モジュール101は、太陽電池パネル102と、裏面保護部材103、パネルから光電変換された電力を取り出すための出力端子箱104と電気出力線105と、枠材106から構成され、電気出力線の先端にワンタッチ式のコネクタ107が設けられている。
【特許文献１】特開２００３−２２９５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような太陽電池モジュールにおいては、裏面に電気出力線が垂れ下がることになり、設置施工時での運搬や、配線作業時等で取り扱い上、邪魔になることがある。この為、電線をテープにより固定し、垂れ下がったりすることがないようにしている。しかし電線をテープで固定する場合、テープは最後に不要となる。また設置作業者は、安全性をより確かなものとするため手袋を着用している。そのためテープを剥がす作業が煩雑となり、設置作業を円滑に進めることが困難なものとなる。
【０００６】
そこで、テープの代わりに市販のクランプ等を用いる方法も考えられている。例えば両面テープでクランプと裏面保護材を接着固定し、クランプで電線が垂れ下がらないように固定する方法である。この方法であれば、テープを用いた場合に発生する問題を回避することができる。
【０００７】
しかし、このようにクランプを用いた場合、最後には不要となり、両面テープ、クランプ、接着作業など、コスト的に無駄が多い。
【０００８】
また、施工時の問題点として、太陽電池モジュール同士を結線した時、電気出力線が垂れ下がった状態になる。このため出力端子箱（電気出力線取り出し部）に電気出力線やコネクタの自重による応力がかかり続けた状態で設置されてしまう。この為、電気出力線の長さを設置形態に合わせ、最適な長さに調整し、出力端子箱にかかる応力を軽減することが考えられる。しかしこの場合、個々の設置形態によって、電気出力線の長さを変える必要があり、また出力端子箱には依然として応力がかかることになる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ハンドリング時や施工時に電気出力線が邪魔にならない、または出力端子箱にかかる応力が軽減する太陽電池モジュールを提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は上記課題を鋭意検討した結果、以下のような構成が最良であるとの結論に達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の太陽電池モジュールでは、電気出力線が、貫通孔を通していることを特徴とする。
【００１３】
また、貫通孔の径が、電気出力線の径より大きいことを特徴とする。
【００１４】
また、裏面部材が太陽電池パネル短手方向に沿って延びていることを特徴とする。
【００１５】
また、裏面部材が太陽電池パネル長手方向に沿って延びていることを特徴とする。
【００１６】
そして、上記太陽電池モジュールにおいて、電気出力線が貫通孔を通って、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この構成によれば、裏面部材の突起部に設けた貫通孔に、電気出力線を通すことによって、電気出力線が垂れ下がることを防止できる。そのため太陽電池モジュールのハンドリング時、施工時等において、取り扱い上電気出力線が邪魔になるという問題は無くなる。
【００１８】
また電気出力線の長さに応じて、電気出力線を所望の貫通孔に通すことによって、電気出力線の長さに依らず、電気出力線の垂れ下がり防止が可能となる。同様に、太陽電池モジュール同士の結線時において、電気出力線を貫通孔に通すことで、モジュールから引き出す電気出力線の長さを調節することが可能となる。このため電気出力線を垂れ下がることなく、また端子取り出し部にかかる応力を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の太陽電池モジュールに関する実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図2は本発明に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた概要図である。201は太陽電池モジュール、202は太陽電池パネル、203は太陽電池、204は裏面部材を示す。
【００２１】
図3は本発明に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。301は太陽電池モジュール、302は太陽電池パネル、303は裏面部材、304は貫通孔、305は出力端子箱、306は電気出力線を示す。
【００２２】
本実施の形態例に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けている。
【００２３】
本実施の形態は、応力による変形し易い太陽電池パネルに突起部を有する裏面部材が複数設けられている。そして、突起部に貫通孔が設けられ、貫通孔に電気出力線を通すことで、ハンドリング時や施工時の作業性の向上、設置後の出力端子箱にかかる応力を軽減することが可能となる。
【００２４】
以下、各部について詳細な説明を行う。
【００２５】
〔太陽電池パネル〕
本発明に於ける太陽電池パネルについては、特に種別に限定はない。太陽電池を被覆材等の耐候性を有する被覆材で密封し、電気的出力を取り出せるようにしたものを太陽電池パネルと言う。太陽電池パネルに使用する太陽電池としては、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型太陽電池、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、銅インジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太陽電池等が挙げられる。しかしながら薄膜系の太陽電池が可撓性を有するので好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した太陽電池は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する太陽電池の信頼性も高いため好ましく、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型3層構造を含む積層型太陽電池が特に好ましい。
【００２６】
〔被覆材〕
被覆材は、太陽電池を外部の汚れから保護したり、外部からの傷付き防止など太陽電池の耐候性を向上させる目的で用いられる。従って、被覆材については、透明性、耐候性及び耐汚染性が要求される。このような要求を満たし、好適に用いられる材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの材料を用いて被覆する方法としては、フィルム化してラミネートする方法、コーティングによって設ける方法及び粘着剤を配し接着する方法などが挙げられる。用途により、太陽電池表面のみに設けられる場合や表面及び裏面側に設ける事ができる。また、太陽電池と共に補強部材も被覆する場合、補強部材端部を覆うように配することにより端部からの剥離等を防止することが可能となる。
【００２７】
〔裏面部材〕
本発明に於ける裏面部材は貫通孔を有していることで電気出力線を保持している。また裏面部材は太陽電池パネルと接合する接合部と貫通孔を形成する突起部からなる。突起部は、機械的補強の梁としての役割もはたし、これにより太陽電池パネルのうける応力を分散し、太陽電池パネルの損傷を防止する。太陽電池パネルとの接合は、接合部の太陽電池パネルと対向する面を、例えばシリコーン接着剤等で貼り付ける事で行えばよい。また太陽電池パネルには複数の裏面部材を設けてもよく、太陽電池パネルの裏面全面を覆うように一つの裏面部材を設けてもよい。一つの裏面部材に突起部は複数設けてもよい。
【００２８】
また本発明に於ける裏面部材の材料については、特に限定はない。例えば、一枚の板材を折り曲げ加工し、屈曲した部分を突起部とする事で、容易に裏面部材を形成できる。板材としては、溶融アルミメッキ鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、アルミ亜鉛合金メッキ鋼板、ステンレス鋼板等の金属鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板、などが挙げられるが、耐候性及び耐錆性に優れた溶融Zn-Al系合金メッキ鋼板がより好ましい。
【００２９】
〔貫通孔〕
本発明に於ける貫通孔は電気出力線を通す為のものであり、通すとは電気出力線が貫通孔をくぐっている状態を言う。そして、１つの貫通孔に対して一本以上の電気出力線を通すことができる。
【００３０】
また、貫通孔は裏面部材の突起部のみに設けられ、貫通孔を設けた裏面部材と出力端子箱の間には貫通孔を設けていない裏面部材は存在しない。電気出力線は、裏面部材の突起部上を跨ぐ事なく貫通孔に通される。このため、貫通孔と接合部の間には若干の突起部が必ず存在し、裏面部材は機械的強度を保つことが可能であり、太陽電池モジュールの補強板としての機能を損なうことがない。
【００３１】
また貫通孔の開け方については、特に限定はない。例えばドリル等で貫通孔を設けることができる。形状については、電気出力線を傷つけることなく貫通孔に通すことができて、また電気出力線を傷つけることのない形状が好ましい。
【００３２】
〔太陽電池群〕
複数の太陽電池を電気接続したものである。必要に応じてバイパスダイオード等が設けられ、部分的な影などによる太陽電池への逆電圧の印可を防止する。所望とする電圧に応じて、直列数を決定する。
【００３３】
以下に実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３４】
図4は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。401は太陽電池モジュール、402は太陽電池パネル、403は裏面部材、404は貫通孔、405は出力端子箱、406は電気出力線を示す。
【００３５】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネル短手方向に平行に複数設けられていると共に、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。
【００３６】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた貫通孔を通り、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。
【００３７】
図5は本実施例に係る裏面部材を示した概要図である。501は裏面部材、502は貫通孔を示す。一枚板の溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板を用いており、貫通孔を設け、折り曲げ加工により曲げられる。
【００３８】
図６は本実施例に係る太陽電池モジュールの断面の構成を示した概要図であり、図５のA−Ａ断面図である。601は太陽電池モジュール、602は太陽電池パネル、603はシリコーン接着剤、604は裏面部材を示す。
【００３９】
太陽電池パネルの裏面にシリコーン接着剤により突起部を有する裏面部材が設けられている。
【００４０】
図7は本実施例に係る太陽電池パネルの構成を示した概略図である。701は太陽電池パネル、702はアモルファス・マイクロクリスタル型積層構造太陽電池、703はガラス繊維、704はEVA、705はETFE、706はPET、707は溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板を示す。
【００４１】
太陽電池パネルは、上記のような一体積層構造とすることにより、太陽電池パネル自体の強度も大幅に向上することが可能となる。また、太陽電池は上述の被覆材により覆われており、しかもガラス繊維を受光面側に設けているため耐スクラッチ性に優れている。
【００４２】
図8は本実施例に係る太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型太陽電池による太陽電池群の構成を非受光面側から示した概要図である。801は太陽電池群、802はアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池、803はバイパスダイオード、804はダイオード端子、805は太陽電池正極端子、806は太陽電池負極端子、807はインターコネクタを示す。
【００４３】
本実施例では、アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池が16枚直列接続されており、各アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池毎にバイパスダイオードとしてショットキーバリア形ダイオードが設けられている。
【００４４】
図9は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。901は太陽電池モジュール群、902は太陽電池モジュール、903は裏面部材、904は出力端子箱、905は電気出力線を示す。
【００４５】
太陽電池モジュール同士を接続する際、太陽電池モジュールの電気出力線は貫通孔に通されている。そのため電気出力線のばたつきが無い。更に電気出力線は貫通孔によって線の長さを調整して、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。この為、太陽電池モジュールを設置した時、電気出力線自身の自重による出力端子箱にかかる応力を軽減している。
【００４６】
この様に複数の裏面部材に貫通孔があるため、電気出力線の長さに依らずに電気出力線がばたつくこと無く収納できる。また、１つの裏面部材に複数の貫通孔があるため、電気出力線を折り返して配線することができる。この様に複数の裏面部材に複数の貫通孔があるため、電気出力線の経路の取り方の自由度が高まり、太陽電池モジュールの設置形態に合わせて、電気出力線の最適な経路を選択することができる。
【実施例２】
【００４７】
図10は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。1001は太陽電池モジュール、1002は太陽電池パネル、1003は裏面部材、1004は貫通孔、1005は出力端子箱、1006は電気出力線を示す。
【００４８】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。
【００４９】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた貫通孔を通り、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。
【００５０】
図11は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。1101は太陽電池モジュール群、1102は太陽電池モジュール、1103は裏面部材、1１04は出力端子箱、1105は電気出力線を示す。
【００５１】
太陽電池モジュール同士を接続する際、電気出力線を貫通孔に通し、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。
【実施例３】
【００５２】
図12は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。1201は枠材つきの太陽電池モジュール、1202は太陽電池パネル、1203は裏面部材、1204は貫通孔、1205は出力端子箱、1206は電気出力線、1207は枠材、1208は枠材に設けられた貫通孔、1209は太陽電池パネル折り曲げ部を示す。
【００５３】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。そして、上記太陽電池モジュールの短手方向端部は太陽電池パネルに折り曲げ部が設けられている。そして、上記太陽電池モジュール長手方向端部は枠材としてのアルミフレームで固定されている。上記太陽電池パネル折り曲げ部とアルミフレームにより、太陽電池モジュールの機械的強度の向上を図っている。
【００５４】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた１つの貫通孔に、Ｕ字状に通してあり、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。この様に貫通孔の大きさを電気出力線の径の倍以上とすることで、１つの貫通孔で電気出力線をばたつかせずに収納することを可能としている。
【００５５】
図13は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。1301は太陽電池モジュール群、1302は太陽電池モジュール、1303は裏面部材、1304は出力端子箱、1305は電気出力線、1306は枠材を示す。
【００５６】
太陽電池モジュール同士を接続する際、電気出力線を貫通孔に通すと共に、枠材に設けられた貫通孔を通して、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。
【図２】本発明による太陽電池モジュールを受光面側からみた概要図である。
【図３】本発明による太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。
【図４】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図５】本発明の実施例１に記載している裏面部材の概要図である。
【図６】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールの断面の概要図である。
【図７】本発明の実施例１に記載している太陽電池パネルの構成を示した概略図である。
【図８】本発明の実施例１に記載している太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型太陽電池の構成を非受光面側から示した概要図である。
【図９】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【図１０】本発明の実施例2に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図１１】本発明の実施例2に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【図１２】本発明の実施例3に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図１３】本発明の実施例3に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【符号の説明】
【００５８】
101、201、201、301、401、1002、1001、1102 太陽電池モジュール
102、202、202、302、402、602、701、1002、1202 太陽電池パネル
103 裏面保護部材
104、305、405、904、1005、1104、1205、1304 出力端子箱
105、306、406、905、1006、1105、1206、1305 電気出力線
107 コネクタ
203、204、303、403、501、604、903、1003、1103、1203、1303 裏面部材
203 太陽電池
304、404、502、1004、1204 貫通孔
603 シリコーン接着剤
702、802 アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池
703 カラス繊維
704 EVA
705 ETFE
706 PET
707 溶融Zn55%-Al系合金メッキ鋼板
801 太陽電池群
803 ショットキーバリア形ダイオード
904 ダイオード端子
805 太陽電池正極端子
806 太陽電池負極端子
807 インターコネクタ
901、1101、1303 太陽電池モジュール群
106、1207 枠材
1208 枠材に設けられた貫通孔
1209 太陽電池パネル折り曲げ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル、突起部を有する裏面部材、出力端子箱、電気出力線からなる、太陽電池モジュールの裏面部材の突起部に貫通孔を設け、電気出力線を貫通孔に通すことで、ハンドリング時や施工時のケーブルのばたつき、モジュールの電気接続時に出力端子箱にかかる応力軽減を可能とする太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環境に対する意識の高まりが、世界的な広がりを見せている。中でもCO2の増加による温室効果で地球の温暖化が生じることが予測され、CO2を排出しないクリーンなエネルギーが求められている。太陽電池は現在のところ、クリーンなエネルギー源として、そのクリーンさと安全性と取り扱い易さから特に期待されている。
【０００３】
太陽電池は力学的強度や耐侯性を持たすために、太陽電池モジュールという形で用いられ、様々なタイプが提案されてきている。従来の太陽電池モジュールの例として、特開2003-229590に記載の４辺を枠材で囲んだような太陽電池モジュール等がある。図１に従来の太陽電池モジュールを非受光面から見た概観図を示す。
【０００４】
図１に示すように、従来の太陽電池モジュール101は、太陽電池パネル102と、裏面保護部材103、パネルから光電変換された電力を取り出すための出力端子箱104と電気出力線105と、枠材106から構成され、電気出力線の先端にワンタッチ式のコネクタ107が設けられている。
【特許文献１】特開２００３−２２９５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような太陽電池モジュールにおいては、裏面に電気出力線が垂れ下がることになり、設置施工時での運搬や、配線作業時等で取り扱い上、邪魔になることがある。この為、電線をテープにより固定し、垂れ下がったりすることがないようにしている。しかし電線をテープで固定する場合、テープは最後に不要となる。また設置作業者は、安全性をより確かなものとするため手袋を着用している。そのためテープを剥がす作業が煩雑となり、設置作業を円滑に進めることが困難なものとなる。
【０００６】
そこで、テープの代わりに市販のクランプ等を用いる方法も考えられている。例えば両面テープでクランプと裏面保護材を接着固定し、クランプで電線が垂れ下がらないように固定する方法である。この方法であれば、テープを用いた場合に発生する問題を回避することができる。
【０００７】
しかし、このようにクランプを用いた場合、最後には不要となり、両面テープ、クランプ、接着作業など、コスト的に無駄が多い。
【０００８】
また、施工時の問題点として、太陽電池モジュール同士を結線した時、電気出力線が垂れ下がった状態になる。このため出力端子箱（電気出力線取り出し部）に電気出力線やコネクタの自重による応力がかかり続けた状態で設置されてしまう。この為、電気出力線の長さを設置形態に合わせ、最適な長さに調整し、出力端子箱にかかる応力を軽減することが考えられる。しかしこの場合、個々の設置形態によって、電気出力線の長さを変える必要があり、また出力端子箱には依然として応力がかかることになる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ハンドリング時や施工時に電気出力線が邪魔にならない、または出力端子箱にかかる応力が軽減する太陽電池モジュールを提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は上記課題を鋭意検討した結果、以下のような構成が最良であるとの結論に達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の太陽電池モジュールでは、電気出力線が、貫通孔を通していることを特徴とする。
【００１３】
また、貫通孔の径が、電気出力線の径より大きいことを特徴とする。
【００１４】
また、裏面部材が太陽電池パネル短手方向に沿って延びていることを特徴とする。
【００１５】
また、裏面部材が太陽電池パネル長手方向に沿って延びていることを特徴とする。
【００１６】
そして、上記太陽電池モジュールにおいて、電気出力線が貫通孔を通って、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この構成によれば、裏面部材の突起部に設けた貫通孔に、電気出力線を通すことによって、電気出力線が垂れ下がることを防止できる。そのため太陽電池モジュールのハンドリング時、施工時等において、取り扱い上電気出力線が邪魔になるという問題は無くなる。
【００１８】
また電気出力線の長さに応じて、電気出力線を所望の貫通孔に通すことによって、電気出力線の長さに依らず、電気出力線の垂れ下がり防止が可能となる。同様に、太陽電池モジュール同士の結線時において、電気出力線を貫通孔に通すことで、モジュールから引き出す電気出力線の長さを調節することが可能となる。このため電気出力線を垂れ下がることなく、また端子取り出し部にかかる応力を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の太陽電池モジュールに関する実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図2は本発明に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた概要図である。201は太陽電池モジュール、202は太陽電池パネル、203は太陽電池、204は裏面部材を示す。
【００２１】
図3は本発明に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。301は太陽電池モジュール、302は太陽電池パネル、303は裏面部材、304は貫通孔、305は出力端子箱、306は電気出力線を示す。
【００２２】
本実施の形態例に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けている。
【００２３】
本実施の形態は、応力による変形し易い太陽電池パネルに突起部を有する裏面部材が複数設けられている。そして、突起部に貫通孔が設けられ、貫通孔に電気出力線を通すことで、ハンドリング時や施工時の作業性の向上、設置後の出力端子箱にかかる応力を軽減することが可能となる。
【００２４】
以下、各部について詳細な説明を行う。
【００２５】
〔太陽電池パネル〕
本発明に於ける太陽電池パネルについては、特に種別に限定はない。太陽電池を被覆材等の耐候性を有する被覆材で密封し、電気的出力を取り出せるようにしたものを太陽電池パネルと言う。太陽電池パネルに使用する太陽電池としては、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型太陽電池、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、銅インジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太陽電池等が挙げられる。しかしながら薄膜系の太陽電池が可撓性を有するので好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した太陽電池は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する太陽電池の信頼性も高いため好ましく、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型3層構造を含む積層型太陽電池が特に好ましい。
【００２６】
〔被覆材〕
被覆材は、太陽電池を外部の汚れから保護したり、外部からの傷付き防止など太陽電池の耐候性を向上させる目的で用いられる。従って、被覆材については、透明性、耐候性及び耐汚染性が要求される。このような要求を満たし、好適に用いられる材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの材料を用いて被覆する方法としては、フィルム化してラミネートする方法、コーティングによって設ける方法及び粘着剤を配し接着する方法などが挙げられる。用途により、太陽電池表面のみに設けられる場合や表面及び裏面側に設ける事ができる。また、太陽電池と共に補強部材も被覆する場合、補強部材端部を覆うように配することにより端部からの剥離等を防止することが可能となる。
【００２７】
〔裏面部材〕
本発明に於ける裏面部材は貫通孔を有していることで電気出力線を保持している。また裏面部材は太陽電池パネルと接合する接合部と貫通孔を形成する突起部からなる。突起部は、機械的補強の梁としての役割もはたし、これにより太陽電池パネルのうける応力を分散し、太陽電池パネルの損傷を防止する。太陽電池パネルとの接合は、接合部の太陽電池パネルと対向する面を、例えばシリコーン接着剤等で貼り付ける事で行えばよい。また太陽電池パネルには複数の裏面部材を設けてもよく、太陽電池パネルの裏面全面を覆うように一つの裏面部材を設けてもよい。一つの裏面部材に突起部は複数設けてもよい。
【００２８】
また本発明に於ける裏面部材の材料については、特に限定はない。例えば、一枚の板材を折り曲げ加工し、屈曲した部分を突起部とする事で、容易に裏面部材を形成できる。板材としては、溶融アルミメッキ鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、アルミ亜鉛合金メッキ鋼板、ステンレス鋼板等の金属鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板、などが挙げられるが、耐候性及び耐錆性に優れた溶融Zn-Al系合金メッキ鋼板がより好ましい。
【００２９】
〔貫通孔〕
本発明に於ける貫通孔は電気出力線を通す為のものであり、通すとは電気出力線が貫通孔をくぐっている状態を言う。そして、１つの貫通孔に対して一本以上の電気出力線を通すことができる。
【００３０】
また、貫通孔は裏面部材の突起部のみに設けられ、貫通孔を設けた裏面部材と出力端子箱の間には貫通孔を設けていない裏面部材は存在しない。電気出力線は、裏面部材の突起部上を跨ぐ事なく貫通孔に通される。このため、貫通孔と接合部の間には若干の突起部が必ず存在し、裏面部材は機械的強度を保つことが可能であり、太陽電池モジュールの補強板としての機能を損なうことがない。
【００３１】
また貫通孔の開け方については、特に限定はない。例えばドリル等で貫通孔を設けることができる。形状については、電気出力線を傷つけることなく貫通孔に通すことができて、また電気出力線を傷つけることのない形状が好ましい。
【００３２】
〔太陽電池群〕
複数の太陽電池を電気接続したものである。必要に応じてバイパスダイオード等が設けられ、部分的な影などによる太陽電池への逆電圧の印可を防止する。所望とする電圧に応じて、直列数を決定する。
【００３３】
以下に実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３４】
図4は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。401は太陽電池モジュール、402は太陽電池パネル、403は裏面部材、404は貫通孔、405は出力端子箱、406は電気出力線を示す。
【００３５】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネル短手方向に平行に複数設けられていると共に、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。
【００３６】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた貫通孔を通り、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。
【００３７】
図5は本実施例に係る裏面部材を示した概要図である。501は裏面部材、502は貫通孔を示す。一枚板の溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板を用いており、貫通孔を設け、折り曲げ加工により曲げられる。
【００３８】
図６は本実施例に係る太陽電池モジュールの断面の構成を示した概要図であり、図５のA−Ａ断面図である。601は太陽電池モジュール、602は太陽電池パネル、603はシリコーン接着剤、604は裏面部材を示す。
【００３９】
太陽電池パネルの裏面にシリコーン接着剤により突起部を有する裏面部材が設けられている。
【００４０】
図7は本実施例に係る太陽電池パネルの構成を示した概略図である。701は太陽電池パネル、702はアモルファス・マイクロクリスタル型積層構造太陽電池、703はガラス繊維、704はEVA、705はETFE、706はPET、707は溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板を示す。
【００４１】
太陽電池パネルは、上記のような一体積層構造とすることにより、太陽電池パネル自体の強度も大幅に向上することが可能となる。また、太陽電池は上述の被覆材により覆われており、しかもガラス繊維を受光面側に設けているため耐スクラッチ性に優れている。
【００４２】
図8は本実施例に係る太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型太陽電池による太陽電池群の構成を非受光面側から示した概要図である。801は太陽電池群、802はアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池、803はバイパスダイオード、804はダイオード端子、805は太陽電池正極端子、806は太陽電池負極端子、807はインターコネクタを示す。
【００４３】
本実施例では、アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池が16枚直列接続されており、各アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池毎にバイパスダイオードとしてショットキーバリア形ダイオードが設けられている。
【００４４】
図9は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。901は太陽電池モジュール群、902は太陽電池モジュール、903は裏面部材、904は出力端子箱、905は電気出力線を示す。
【００４５】
太陽電池モジュール同士を接続する際、太陽電池モジュールの電気出力線は貫通孔に通されている。そのため電気出力線のばたつきが無い。更に電気出力線は貫通孔によって線の長さを調整して、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。この為、太陽電池モジュールを設置した時、電気出力線自身の自重による出力端子箱にかかる応力を軽減している。
【００４６】
この様に複数の裏面部材に貫通孔があるため、電気出力線の長さに依らずに電気出力線がばたつくこと無く収納できる。また、１つの裏面部材に複数の貫通孔があるため、電気出力線を折り返して配線することができる。この様に複数の裏面部材に複数の貫通孔があるため、電気出力線の経路の取り方の自由度が高まり、太陽電池モジュールの設置形態に合わせて、電気出力線の最適な経路を選択することができる。
【実施例２】
【００４７】
図10は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。1001は太陽電池モジュール、1002は太陽電池パネル、1003は裏面部材、1004は貫通孔、1005は出力端子箱、1006は電気出力線を示す。
【００４８】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。
【００４９】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた貫通孔を通り、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。
【００５０】
図11は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。1101は太陽電池モジュール群、1102は太陽電池モジュール、1103は裏面部材、1１04は出力端子箱、1105は電気出力線を示す。
【００５１】
太陽電池モジュール同士を接続する際、電気出力線を貫通孔に通し、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。
【実施例３】
【００５２】
図12は本実施例に係る太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。1201は枠材つきの太陽電池モジュール、1202は太陽電池パネル、1203は裏面部材、1204は貫通孔、1205は出力端子箱、1206は電気出力線、1207は枠材、1208は枠材に設けられた貫通孔、1209は太陽電池パネル折り曲げ部を示す。
【００５３】
本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池を用いた太陽電池パネル、太陽電池パネル裏面に設けられたガルバリウム鋼板からなる裏面部材、出力端子箱、電気出力線から構成された太陽電池モジュールであって、前記裏面部材は、太陽電池パネルの裏面から凸状になるように固定された突起部を有しており、前記突起部には貫通孔が設けられ、前記出力端子箱は正極、負極とも太陽電池パネルの裏面の一箇所に穴を設け、そこに固定して設けられている太陽電池モジュールの例である。そして、上記太陽電池モジュールの短手方向端部は太陽電池パネルに折り曲げ部が設けられている。そして、上記太陽電池モジュール長手方向端部は枠材としてのアルミフレームで固定されている。上記太陽電池パネル折り曲げ部とアルミフレームにより、太陽電池モジュールの機械的強度の向上を図っている。
【００５４】
そして電気出力線は、裏面部材に設けられた１つの貫通孔に、Ｕ字状に通してあり、ハンドリング時や施工時にばたつかないように収納されている。この様に貫通孔の大きさを電気出力線の径の倍以上とすることで、１つの貫通孔で電気出力線をばたつかせずに収納することを可能としている。
【００５５】
図13は本実施例に係る太陽電池モジュールを複数接続した時の非受光面側からみた概要図である。1301は太陽電池モジュール群、1302は太陽電池モジュール、1303は裏面部材、1304は出力端子箱、1305は電気出力線、1306は枠材を示す。
【００５６】
太陽電池モジュール同士を接続する際、電気出力線を貫通孔に通すと共に、枠材に設けられた貫通孔を通して、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。
【図２】本発明による太陽電池モジュールを受光面側からみた概要図である。
【図３】本発明による太陽電池モジュールを非受光面側からみた概要図である。
【図４】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図５】本発明の実施例１に記載している裏面部材の概要図である。
【図６】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールの断面の概要図である。
【図７】本発明の実施例１に記載している太陽電池パネルの構成を示した概略図である。
【図８】本発明の実施例１に記載している太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型太陽電池の構成を非受光面側から示した概要図である。
【図９】本発明の実施例１に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【図１０】本発明の実施例2に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図１１】本発明の実施例2に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【図１２】本発明の実施例3に記載している太陽電池モジュールを非光面側からみた概要図である。
【図１３】本発明の実施例3に記載している太陽電池モジュールを複数枚電気接続した時の非受光面側からみた概要図である。
【符号の説明】
【００５８】
101、201、201、301、401、1002、1001、1102 太陽電池モジュール
102、202、202、302、402、602、701、1002、1202 太陽電池パネル
103 裏面保護部材
104、305、405、904、1005、1104、1205、1304 出力端子箱
105、306、406、905、1006、1105、1206、1305 電気出力線
107 コネクタ
203、204、303、403、501、604、903、1003、1103、1203、1303 裏面部材
203 太陽電池
304、404、502、1004、1204 貫通孔
603 シリコーン接着剤
702、802 アモルファス・マイクロクリスタル積層型太陽電池
703 カラス繊維
704 EVA
705 ETFE
706 PET
707 溶融Zn55%-Al系合金メッキ鋼板
801 太陽電池群
803 ショットキーバリア形ダイオード
904 ダイオード端子
805 太陽電池正極端子
806 太陽電池負極端子
807 インターコネクタ
901、1101、1303 太陽電池モジュール群
106、1207 枠材
1208 枠材に設けられた貫通孔
1209 太陽電池パネル折り曲げ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記電気出力線が、前記貫通孔を通してい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。
【請求項３】
前記貫通孔の径が、前記電気出力線の径よりも大きい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。
【請求項４】
前記裏面部材が前記太陽電池パネル短手方向に沿って延びてい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。
【請求項５】
前記裏面部材が前記太陽電池パネル長手方向に沿って延びてい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。
【請求項６】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記電気出力線が前記貫通孔を通って、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続することを特徴とする太陽電池モジュールの接続方法。
【請求項１】
太陽電池パネル、１乃至複数の裏面部材を前記太陽電池パネルの裏面に備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの裏面に電気出力線と出力端子箱を備え、前記裏面部材は、１乃至複数の突起部を有し、前記裏面部材の少なくとも１つには、前記突起部に１乃至複数の貫通孔を設けてなる事を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記電気出力線が、前記貫通孔を通してい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。
【請求項３】
前記貫通孔の径が、前記電気出力線の径よりも大きい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。
【請求項４】
前記裏面部材が前記太陽電池パネル短手方向に沿って延びてい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。
【請求項５】
前記裏面部材が前記太陽電池パネル長手方向に沿って延びてい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。
【請求項６】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記電気出力線が前記貫通孔を通って、隣接する太陽電池モジュールの電気出力線と接続することを特徴とする太陽電池モジュールの接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１６５１７１（Ｐ２００６−１６５１７１Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５２６９２（Ｐ２００４−３５２６９２）
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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