(57)【要約】  太陽電池システムは、２次元的に配列された複数の太陽電池モジュールと、前記複数の太陽電池モジュールを支持する架台とを備え、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、矩形状の太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの主面に垂直な方向から透視した場合に前記太陽電池パネルの内側から前記太陽電池パネルの長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ延び、前記太陽電池パネルを保持する保持部材とを有し、前記架台は、隣り合う前記太陽電池パネルの短辺の組が短辺に沿った方向に並んだ１列の短辺群が前記保持部材を介して取り付けられた棒状部材を複数有し、前記保持部材は、前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、前記太陽電池パネルの長辺は、１．３ｍ以上であり、前記太陽電池パネルの短辺は、０．９ｍ以上であり、前記太陽電池パネルは、総板厚が２．５ｍｍ以下のガラス基板を有する。
2012153621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配列された複数の太陽電池モジュールと、
前記複数の太陽電池モジュールを支持する架台と、
を備え、
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、
矩形状の太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの主面に垂直な方向から透視した場合に前記太陽電池パネルの内側から前記太陽電池パネルの長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ延び、前記太陽電池パネルを保持する保持部材と、
を有し、
前記架台は、隣り合う前記太陽電池パネルの短辺の組が短辺に沿った方向に並んだ１列の短辺群が前記保持部材を介して取り付けられた棒状部材を複数有し、
前記保持部材は、前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、
前記太陽電池パネルの長辺は、１．３ｍ以上であり、
前記太陽電池パネルの短辺は、０．９ｍ以上であり、
前記太陽電池パネルは、総板厚が２．５ｍｍ以下のガラス基板を有する
ことを特徴とする太陽電池システム。
【請求項２】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項３】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、同じ方向に部材幅の半分以上シフトさせた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項４】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、同じ方向に部材幅の半分以上シフトさせた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項５】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、前記太陽電池パネルの両短辺における位置が部材幅の半分以上シフトするように同じ方向に回転させた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項６】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、前記太陽電池パネルの両短辺における位置が部材幅の半分以上シフトするように同じ方向に回転させた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項７】
前記保持部材は、前記太陽電池パネルの長辺側に向いた側面に穴を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項８】
前記穴は、前記保持部材の前記側面における中央部から端部までの長さの３０％以上前記中央部から離れた位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
【請求項９】
矩形状の太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの主面に垂直な方向から透視した場合に前記太陽電池パネルの内側から前記太陽電池パネルの長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ延び、前記太陽電池パネルを保持する保持部材と、
を備え、
前記太陽電池パネルの長辺は、１．３ｍ以上であり、
前記太陽電池パネルの短辺は、０．９ｍ以上であり、
前記太陽電池パネルは、総板厚が２．５ｍｍ以下のガラス基板を有する
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記太陽電池モジュールは、前記保持部材を複数本備え、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されている
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。
【請求項１１】
前記太陽電池モジュールは、前記保持部材を複数本備え、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、同じ方向に部材幅の半分以上シフトさせた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
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。
【請求項１２】
前記太陽電池モジュールは、前記保持部材を複数本備え、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、同じ方向に部材幅の半分以上シフトさせた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
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。
【請求項１３】
前記太陽電池モジュールは、前記保持部材を複数本備え、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、前記太陽電池パネルの両短辺における位置が部材幅の半分以上シフトするように同じ方向に回転させた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
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。
【請求項１４】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、前記保持部材を複数本有し、
前記保持部材は、２本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を１：３：１に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着され、３本の場合に前記太陽電池パネルの短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、
複数本の前記保持部材は、基準となる位置より、前記太陽電池パネルの両短辺における位置が部材幅の半分以上シフトするように同じ方向に回転させた位置において前記太陽電池パネルに固定されている
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。
【請求項１５】
前記保持部材は、前記太陽電池パネルの長辺側に向いた側面に穴を有する
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。
【請求項１６】
前記穴は、前記保持部材の前記側面における中央部から端部までの長さの３０％以上前記中央部から離れた位置に設けられている
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池システム、及び太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池モジュールの設置を簡便にするための構造が提案されている。【０００３】
特許文献１には、構造物の設置面に固定されたチャンネル状のガイド部材に、太陽電池パネルの裏面に設けた断面Ｈ形状のスライド部材をスライドさせて嵌合させ、太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、従来と同等の機械強度で太陽電池モジュールが作成できると同時に、太陽電池モジュールの設置施工が従来の締結部材による締め付け固定よりも格段に簡単になるとされている。【０００４】
特許文献２には、取り付けるべき太陽電池パネルの位置決め片を既に設置された太陽電池パネルの下側に差し込むことで既に設置された太陽電池パネルの連結片の側方に配置して位置決めし、連結片を固着具によって支持レールに連結することで太陽電池パネルを取り付けることが記載されている。これにより、特許文献２によれば、正確な位置に位置決めしながら太陽電池パネルの取り付けを行うことができるので、取付作業を手間取ることなく簡単に行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７５２３６号公報
【特許文献２】特許第２５０２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、ガイド部材とスライド部材とを嵌合させて太陽電池モジュールを設置させるので、太陽電池モジュールの設置のための構造が全体として複雑であり、その構造の部品点数が多くなりやすく、設置費用が増大する傾向にある。【０００７】
特許文献２に記載の技術では、太陽電池パネルごとに位置決め片及び連結片を設けて、連結片を固着具によって支持レールに連結させて太陽電池モジュールを設置させるので、太陽電池モジュールの設置のための構造が全体として複雑であり、その構造の部品点数が多くなりやすく、設置費用が増大する傾向にある。【０００８】
一方、複数の太陽電池モジュールを設置するために太陽電池架台を用いる場合もある。この場合、使用時に想定される風圧などの荷重に耐えるために、太陽電池モジュール単体で強度が確保されるように設計された太陽電池モジュールを、太陽光を受けるのに適した形状に設計された太陽電池架台に取付けることで、太陽電池システムの設置を行う。また、太陽電池架台も各種荷重に耐えるように設計される。【０００９】
このとき、太陽電池モジュールは太陽電池架台専用に設計されたものでは無いため、太陽電池システム全体として部品点数が多くなりやすく、設置費用が増大する傾向にある。特に、太陽電池モジュールが大面積化し圧力負荷による影響が大きくなると、太陽電池モジュールの破壊を防ぐために、架台構造が複雑化しやすく、設置費用が増大する傾向にある。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数を低減でき、設置費用の増大を抑制でき、製造コストを大幅に低減できる太陽電池システム及び太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる太陽電池システムは、２次元的に配列された複数の太陽電池モジュールと、前記複数の太陽電池モジュールを支持する架台とを備え、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、矩形状の太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの主面に垂直な方向から透視した場合に前記太陽電池パネルの内側から前記太陽電池パネルの長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ延び、前記太陽電池パネルを保持する保持部材とを有し、前記架台は、隣り合う前記太陽電池パネルの短辺の組が短辺に沿った方向に並んだ１列の短辺群が前記保持部材を介して取り付けられた棒状部材を複数有し、前記保持部材は、前記太陽電池パネルの裏面に接着されており、前記太陽電池パネルの長辺は、１．３ｍ以上であり、前記太陽電池パネルの短辺は、０．９ｍ以上であり、前記太陽電池パネルは、総板厚が２．５ｍｍ以下のガラス基板を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池パネルの短辺に沿って並んだ各太陽電池モジュールを両側で棒状部材により支持しながら、実質的に１本の棒状部材で取り付けることができる。これにより、架台における棒状部材の本数を減らすことができるので、部品点数を低減でき、設置費用の増大を抑制できる。また、保持部材の剛性により太陽電池パネルを大型化しても太陽電池パネルの受光面に作用する大きな面圧に耐えることができ、ガラス基板として薄肉ガラスを用いることができるので、太陽電池パネルの大型化と軽量化とを同時に実現でき、太陽電池パネルの面積当たり・発電量当たりについての太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる太陽電池システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における太陽電池モジュールの構成を示す図である。
【図３】図３は、接着位置と太陽電池パネルの応力との解析結果を示す図である。
【図４】図４は、接着位置と太陽電池パネルの応力との解析結果を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２における太陽電池モジュールの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３にかかる太陽電池システムの構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３における太陽電池モジュールの構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３における太陽電池パネルの裏面同士を向かい合わせた場合の模式図である。
【図９】図９は、実施の形態４にかかる太陽電池システムの構成を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４における太陽電池モジュールの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、比較例にかかる太陽電池システムの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、比較例における太陽電池モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる太陽電池システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
実施の形態１にかかる太陽電池システム１００について図１を用いて説明する。図１は、太陽電池システム１００の構成を示す斜視図である。
【００１６】
太陽電池システム１００では、太陽電池架台２０を用いて複数の太陽電池モジュール１を被設置面（図示せず）に設置する。
【００１７】
大型の太陽電池システムの場合、多数の太陽電池モジュール１が２次元的に（複数行及び複数列を構成するように）並べられることになるが、図１は、そのうちの端から２列（２列の太陽電池モジュール１−１〜１−１２）を抜出し、裏面側から見た斜視図である。図２は、実施の形態１における各太陽電池モジュール１を受光面とは反対の裏面側からみた斜視図である。図１に示す太陽電池システム１００では、図２に示す太陽電池モジュール１が複数取付けられることで太陽電池システムとしてなりたっている。
【００１８】
近年、太陽電池の導入は自然エネルギーの重要性とともに増大しており、メガソーラーと呼ばれる数千枚以上の太陽電池モジュールを設置した太陽電池発電設備が作られるようになった。大量の太陽電池モジュールを設置するためには、発電に適した太陽電池架台の構造も重要となる。特に図１に示したような、太陽光を効率良く受けるために傾斜を持った太陽電池架台２０は、空地があればどこにでも高い発電効率をそなえた太陽電池システムを設置できるものの、台座としては大型となるため設置コストが大きく、コストの低減された構造が求められる。
【００１９】
太陽電池架台２０と太陽電池モジュール１とは、それぞれ、使用時に想定される荷重に耐えることが求められるが、ＪＩＳ等に定められている通り、もっとも厳しい荷重は風による風圧と積雪による荷重であり、共に太陽電池パネル６の主面に加わる圧力である。太陽電池モジュール１は、単体で圧力負荷に対する強度が確保されるように設計されており、太陽電池システム１００では、その荷重に耐えられる太陽電池架台２０が設置される。
【００２０】
図１１に比較例にかかる太陽電池システム９００の構成を示し、図１２に比較例における太陽電池モジュール９０１の構成を示す。太陽電池モジュール９０１において、ガラス基板に発電する太陽電池セルが接合されて封止された太陽電池パネル９０６は、窓枠と同様に４辺にフレーム９０９が取付けられることで圧力負荷に耐えられるように設計された構造となっている。
【００２１】
しかし、製造コスト低減のために太陽電池パネル９０６が大型化するにつれて、圧力負荷による影響が大きくなり、４辺のフレーム９０９による保持では十分な強度を確保することが困難となりつつある。そのため太陽電池モジュール９０１では、太陽電池パネル９０６の内側すなわち裏面における対向する２長辺のフレーム９０９の間に支持フレーム９１０を追加することが行われている。太陽電池モジュール９０１のフレーム９０９を太陽電池架台９２０と接続するポイント９０３については、太陽電池パネルが小型であった際は大きな自由度が与えられていたが、太陽電池パネル９０６が大型化した際には圧力負荷による影響を小さくするため、長辺のフレーム９０９の端部より内側の部分に限定されるようになりつつある。
【００２２】
すなわち、短辺のフレーム９０９側で固定することは、大きな面圧による曲げモーメントに耐え得る短辺のフレーム９０９を作る必要があり大きなコストがかかるので、困難である。また、追加の支持フレーム９１０がそのコスト効果を最大にするために（例えば長さを短くするために）対向する２長辺のフレーム９０９の間に取付けられたことで長辺のフレーム９０９の負荷が増大することから、長辺のフレーム９０９の負荷を低減する必要がある。そのため、図１１に示す太陽電池システム９００では、太陽電池パネル９０６の短辺に沿って並んだ各太陽電池モジュール９０１が、太陽電池パネル９０６の裏面に沿った方向であって長辺のフレーム９０９に垂直な方向にそれぞれ延びた２本の縦材９２２に取り付けられている。また、太陽電池架台９２０において、各縦材９２２は、基礎材９２５及び斜め材９２４により支持されている。
【００２３】
一方、本実施の形態にかかる太陽電池システム１００は、図２に示すように矩形状の太陽電池パネル６の長辺と平行な方向に太陽電池モジュール面の内部に保持部材７を設置した太陽電池モジュール１を、図１に示すように多数並べたときに、隣り合う短辺を一本の縦材２２に取付けるようにした太陽電池架台２０で構成される。
【００２４】
具体的には、保持部材７は、太陽電池パネル６の主面（例えば、受光面）に垂直な方向から透視した場合に、太陽電池パネル６の内側から太陽電池パネル６の長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ突出するように延びている。保持部材７は、太陽電池パネル６の裏面（受光面と反対側の主面）に接着されている。太陽電池モジュール９０１の保持部材７を太陽電池架台２０と接続するポイント３については、保持部材７における短辺側で突出した部分となっている。そして、太陽電池架台２０は、１列の短辺群が保持部材７を介して取り付けられた縦材（棒状部材）２２を有する。１列の短辺群は、隣り合う太陽電池パネル６の短辺の組が太陽電池パネル６の短辺に沿った方向に並んだものである。このような縦材２２は、複数列の短辺群のそれぞれに対して設けられている。各縦材２２は、基礎材２５及び斜め材２４により支持されている。これにより、太陽電池システム１００では、太陽電池パネル６の短辺に沿って並んだ各太陽電池モジュール１−２、１−４、１−６、１−８、１−１０、１−１２が、両側で縦材２２により支持されながら、実質的に、１つの太陽電池モジュールあたり１本（複数列のうち一番端の１列のみ２本相当）の縦材２２で取り付けられていることになる。このことは、例えば、太陽電池パネル６の短辺に沿って並んだ各太陽電池モジュール１−１、１−３、１−５、１−７、１−９、１−１１についても同様である。
【００２５】
例として、大規模発電施設用に横に１０列の太陽電池モジュール１を並べた太陽電池システム１００を作成するとした場合、図１２の方式では２０本の縦材９２２が必要となるが、図１に示す本実施の形態の方式では、１１本の縦材２２で太陽電池架台２０を得ることが可能となる。縦材２２が少なくなると、縦材２２を支える斜め材２４や基礎材２５も少なくできるため、部材点数および作業数を減少でき、大幅にコストを低減できる。
【００２６】
ここで、仮に、太陽電池パネル６が短辺ではなく中央で縦材２２に取り付けられるようにした場合には、複数列のうち一番端の１列に対しても１つの太陽電池モジュール１あたり１本の縦材で取り付けられるようにできるので、全体としてさらに１本の縦材を減らすことができるが、隣り合う太陽電池パネル６同士が接合されないので、太陽電池架台２０において基礎材２５の支持剛性が不十分になりやすく、基礎材２５が倒れないように基礎材２５そのものを強くしたり、別な横方向の架台部材による接合を行う必要が発生する。
【００２７】
それに対して、本実施の形態では、太陽電池システム１００において、隣り合う太陽電池パネル６が保持部材７を介して縦材２２で接合されるので、保持部材７の剛性により縦材２２を介して基礎材２５の支持剛性を補強でき、基礎材２５の倒れを防ぐことが可能である。
【００２８】
以上のように、実施の形態１では、太陽電池システム１００が、太陽電池パネル６の長辺と平行な方向に太陽電池モジュール面の内部に保持部材７を設置した大面積の太陽電池モジュール１と、太陽電池モジュール１を多数並べたときに隣り合う太陽電池パネル６の短辺を一本の縦材２２に取付けるようにした太陽電池架台２０とを備える。すなわち、保持部材７は、太陽電池パネル６の主面（例えば、受光面）に垂直な方向から透視した場合に、太陽電池パネル６の内側から太陽電池パネル６の長辺と平行な方向に両短辺側までそれぞれ突出するように延びている。また、縦材２２には、隣り合う太陽電池パネル６の短辺の組が太陽電池パネル６の短辺に沿った方向に並んだ１列の短辺群が保持部材７を介して取り付けられている。これにより、太陽電池パネル６の短辺に沿って並んだ各太陽電池モジュール１−２、１−４、１−６、１−８、１−１０、１−１２が、両側で縦材２２により支持されながら、実質的に、１つの太陽電池モジュール１あたり１本（複数列のうち一番端の１列のみ２本相当）の縦材２２で取り付けられていることになる。このため、太陽電池架台２０における縦材２２の本数を、大面積の太陽電池モジュール１を用いたうえで、従来の物よりも大幅に減らすことが可能であり、全体として部品点数を低減でき、設置費用の増大を抑制できる。
【００２９】
また、実施の形態１では、長辺と平行な方向に太陽電池パネル６の裏面に保持部材７を接着することで作成している。この構成により、太陽電池モジュールの枠状のフレームが不要となり、短辺のフレームと追加の支持フレームとが無くなったことに相当する部材の低減が可能である。これにより、太陽電池モジュールを低コスト化でき、結果として太陽電池システムとしても低コスト化できる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、保持部材７が太陽電池パネル６の裏面に直接接着されているが、保持部材７が間にスペーサー等を介して太陽電池パネル６の裏面に接着されていても構わない。使用する接着剤についても限定されるものではないが、長期にわたり屋外で使用される点や、太陽電池パネル６と保持部材７との熱膨張係数の差などから、シリコーン系の接着剤が適しているものと考えられる。
【００３１】
また、各太陽電池モジュール１では、図２に示すように保持部材７が２本である場合、各保持部材７が、太陽電池パネル６の短辺を１：３：１に分割した位置を基準として接着されていてもよい。これに関して、本発明者は、接着位置と太陽電池パネルの応力との解析を行った。その結果を図３及び図４に示す。すなわち、各保持部材７の位置が短辺長さの例えば０．２倍の位置にある、すなわち短辺を１：３：１に分割する位置にあることで太陽電池パネル６の例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる（例えば、最低にできる）ことが、本発明者による解析結果（例えば図４のグラフ）で示された。この位置はあくまで基準であり、設計要件により例えば１０％程度の許容誤差を設けてもよい。
【００３２】
また、各太陽電池モジュール１では、図示しないが保持部材７が３本である場合、各保持部材７が、太陽電池パネル６の短辺を３：７：７：３に分割した位置を基準として接着されていても構わない。この場合についても、図示しないが、本発明者は、接着位置と太陽電池パネルの応力との解析を行った。すなわち、保持部材７の位置が太陽電池パネル６の短辺を３：７：７：３に分割した位置にあることで太陽電池パネル６の例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる（例えば、最低にできる）ことが、本発明者による解析結果で示された。この位置はあくまで基準であり、設計要件により例えば１０％程度の許容誤差を設けてもよい。
【００３３】
さらに、本発明者は、図１１及び図１２に示す比較例の構成で太陽電池パネル９０６を大型化した場合について解析を行った。その結果、図示しないが、太陽電池パネル９０６の長辺が１．３ｍより大きくなると、太陽電池パネル９０６を短辺で固定することは困難となることが明らかになった。
【００３４】
それに対して、本実施の形態の構成で太陽電池パネル６を大型化した場合についても解析を行った。その結果、図示しないが、本実施の形態による効果は、図２に示す太陽電池パネル６の長辺が１．３ｍよりも大きい太陽電池モジュール１においても得られることが確認された。例えば、板厚３．２ｍｍの強化ガラスを基板として用いた図１２に示した従来の太陽電池モジュール９０１においては、太陽電池パネル６の長辺が１．６ｍとなると、短辺固定状態で面圧５４００Ｐａがかけられると、太陽電池としての性能に影響がでることが明らかになった。すなわち、太陽電池パネル６の長辺が１．３ｍよりも大きく、特に１．６ｍよりも大きい場合に、図１１及び図１２に示す比較例の構成では実現が困難であった、太陽電池パネル６を短辺で固定することができるという効果が得られることが確認された。したがって、大型化することで太陽電池パネルにおける面積辺り・発電量辺りの製造コストを低減できる。
【００３５】
また、本発明者による解析の結果、図１１及び図１２に示す比較例の構成では、太陽電池パネル９０６の短辺が０．９ｍ以上になると、太陽電池パネル９０６を４辺のフレーム９０９だけで大きな面圧に耐えさせるのが困難となり、追加の支持フレーム９１０が必要となることが明らかになった。
【００３６】
それに対して、本発明者による解析によれば、太陽電池パネル６の短辺が０．９ｍ以上の場合に、図１１及び図１２に示す比較例の構成では実現が困難であった、大きな面圧に耐えることができるという効果が得られることが確認された。したがって、大型化することで太陽電池パネルにおける面積辺り・発電量辺りの製造コストを低減できる。
【００３７】
さらに、本発明者による解析の結果、図１１及び図１２に示す比較例の構成では、太陽電池パネル９０６におけるガラス基板の総板厚が２．５ｍｍ以下になると、従来の板厚３．２ｍｍのガラス基板に対して倍の変形が生じてしまうことが分かった。このため、太陽電池パネル９０６の例えば受光面に作用する面圧による変形が大きすぎて、支持フレーム９１０なしで４辺のフレーム９０９で太陽電池パネル９０６を保持することが困難になり、太陽電池パネル９０６がフレーム９０９から抜け落ちる可能性がある。この抜け落ちの対策のために、支持フレーム９１０を追加するなど部品点数を増やす必要が生じる。
【００３８】
それに対して、本発明者による解析によれば、太陽電池パネル６におけるガラス基板の総板厚が２．５ｍｍ以下であっても本実施の形態による効果が得られることが確認された。すなわち、太陽電池パネル６におけるガラス基板の総板厚が２．５ｍｍ以下である場合に、図１１及び図１２に示す比較例の構成では実現が困難であった、太陽電池パネル６の受光面に作用する面圧に耐えることができるという効果が得られることが確認された。ガラス基板は、１枚のガラス基板からなるものでもよく、２枚のガラス基板を合わせたものでもよい。したがって、薄肉ガラスを用いることができ、太陽電池パネルの製造コストを低減でき、太陽電池パネルの軽量化を実現できる。
【００３９】
すなわち、実施の形態１では、保持部材７が、太陽電池パネル６の裏面に接着されている。太陽電池パネル６は、その長辺が１．３ｍ以上であり，かつその短辺が０．９ｍ以上であり，かつ総板厚が２．５ｍｍ以下のガラス基板を有する。すなわち、保持部材７の剛性により太陽電池パネル６を大型化しても太陽電池パネル６の受光面に作用する大きな面圧に耐えることができ、ガラス基板として薄肉ガラスを用いることができるので、太陽電池パネル６の大型化と軽量化とを同時に実現でき、太陽電池パネル６の面積当たり・発電量当たりについての太陽電池モジュール１の製造コストを大幅に低減できる。
【００４０】
また、実施の形態１では、傾斜を持って複数の太陽電池モジュール１を設置する太陽電池架台２０を例として説明したが、縦材２２に相当する架台部材があるものであれば、本実施の形態の考え方は、傾斜を持たずに複数の太陽電池モジュール１を設置する太陽電池架台にも適用できることは明らかである。例としてはビルの側面などに設置される垂直設置架台や、太陽追尾型装置に取付けられる架台、屋根の上に組まれる架台などがある。
【００４１】
また、太陽電池パネル６の裏面に接着される保持部材７は、例えば、板状の金属を折り曲げて作成したレールであってもよい。このレールの材料としては、外での長期間の使用に耐えるため、例えばステンレスやアルミニウムなどの耐食性金属や亜鉛メッキ鋼板などが適している。また、折り曲げ加工部材ではなく、アルミの押出し加工部材や、プラスチック製の部材などでも強度が保たれれば構わない。
【００４２】
また、図２に示すように、保持部材７におけるレール側面部には、穴をあけて軽量化することも有用である。すなわち、保持部材７は、太陽電池パネル６の長辺側に向いた側面７ａに複数の穴を有していてもよい。その場合には、図２に示すように太陽電池パネル６の裏面中央部近傍を避けて軽量化の穴を開けると、軽量化による強度低下の影響を小さくすることができる。中央部７ｃ近傍３０％は特に応力が高いため，避けることで強度低下の影響を小さくすることができる。例えば、図２中下側の保持部材７の右側半分について例示的に説明する。保持部材７の中央部７ｃから右側の部分は、保持部材７の全長を２Ｌとした場合に、その半分のＬになる。このとき、中央部７ｃから、中央部７ｃ近傍３０％の領域の境界部分７ｂまでの長さは０．３Ｌとなる。そして、複数の穴７ｄ−１〜７ｄ−５は、この境界部分７ｂから端部７ｅまでの長さ０．７Ｌの領域内に設けられる。すなわち、各穴７ｄ−１〜７ｄ−５は、保持部材７の側面７ａにおける中央部７ｃから端部７ｅまでの長さの３０％以上中央部７ｃから離れた位置に設けられている。
【００４３】
ここで、仮に、各穴を中央部７ｃ近傍３０％の領域内に設けてしまうと、保持部材７における中央部７ｃ近傍３０％の領域は応力が集中しやすいので、保持部材７における部分ごとで考えた場合に、保持部材７に加わる単位応力当たりの保持部材７の剛性が急激に低下し、「保持部材７の剛性により太陽電池パネル６を大型化しても太陽電池パネル６の受光面に作用する大きな面圧に耐えることができる」という効果を実現することが困難になる。
【００４４】
この穴は、太陽電池モジュール１の持運び時には取っ手としての役割を果たすことができるとともに、設置時には太陽電池モジュール１をつなぐケーブルを固定するのに使用することもできる。なお，各穴のサイズは、幅広方向で５ｃｍ以上あることが望ましい。
【００４５】
ここで、仮に、各穴のサイズが幅広方向で５ｃｍより小さいと、持運び時に作業者の４本の指を挿入することが困難になり、取っ手としての利便性が低下する傾向にある。
【００４６】
また、電力取出部８は、図２に示すように、太陽電池パネル６の裏面における複数本の保持部材７の間に配されていても良い。
【００４７】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる太陽電池システム１００ｉについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００４８】
実施の形態２にかかる太陽電池システム１００ｉでは、太陽電池モジュール１ｉとして、図５に示すように太陽電池モジュール９０１に保持部材７を取付け、短辺で接合できるようにしたものを用いる。例えば、対向する２短辺のフレーム９０９に２本の保持部材７を接着する。この場合、４辺のフレーム９０９と支持フレーム９１０と保持部材７とで太陽電池パネル９０６を保持するので、太陽電池パネル９０６を保持する際の強度をさらに向上でき、太陽電池パネル９０６をさらに大型化した場合でも太陽電池パネル９０６の受光面に加わる大きな面圧に耐えることができ、太陽電池パネル９０６における面積辺り・発電量辺りの製造コストを低減できる。
【００４９】
また、太陽電池架台２０の縦材２２（図１参照）を、大面積の太陽電池モジュール１ｉを用いたうえで、図１１に示す比較例よりも大幅に減らすことが可能であり、全体として部品点数を少なくでき、設置費用の増大を抑制できる。
【００５０】
なお、太陽電池パネル９０６を保持する際の強度を実施の形態１と同等に維持しながら、支持フレーム９１０や対向する２長辺のフレーム９０９を省略することができる。この場合、太陽電池モジュール１ｉを低コスト化できる。
【００５１】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる太陽電池システム１００ｊについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５２】
図６に示す太陽電池システム１００ｊでは、図７に示すように、各太陽電池モジュール１ｊの構成が実施の形態１と異なる。すなわち、各太陽電池モジュール１ｊでは、複数本の保持部材７ｊは、一点鎖線で示す基準となる位置より、同じ方向（例えば図７中の上方向）に部材幅の略半分でシフトさせた位置において太陽電池パネル６に固定されている。一点鎖線で示す基準となる位置は、例えば、太陽電池パネル６の短辺を１：３：１に分割した位置である。保持部材が２本の場合，１：３：１に分割した位置にあることで太陽電池パネルの例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる（例えば、最低にできる）。保持部材が３本の場合，３：７：７：３に分割した位置にあることで太陽電池パネルの例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる。
【００５３】
この場合、図６に矢印で示すように、例えば短辺が隣り合う太陽電池モジュール１ｊ−１、１ｊ−２の向きを逆にして両者の間で保持部材７ｊが互い違いになるようにする（図７に破線で示す隣り合う太陽電池モジュール１ｊの取り付けポイント３参照）ことで、複数の太陽電池モジュール１ｊ−１〜１ｊ−１２の太陽電池パネル６を整列させて取り付けることが可能となる。これにより、外観がよい太陽電池システム１００ｊを作ることができる。
【００５４】
また、図８に本実施の形態３の太陽電池モジュール１ｊの太陽電池パネル６の裏面同士を向かい合わせた場合の模式図を示す。このように、保持部材７ｊが基準となる位置より部材幅のおよそ半分を同じ方向に平行にシフトして太陽電池パネル６の裏面に固定されているので、太陽電池パネル６の裏面同士を向かい合わせて保持部材７ｊの凸部をかみ合せるように収納できる。これにより、収納時の面積は変わらず、高さをおよそ半分にすることが可能となり、搬送性を上げることができる。
【００５５】
なお、保持部材７ｊを、一点鎖線で示す基準となる位置より、同じ方向（例えば図７中の上方向）に部材幅の半分以上でシフトさせた位置において太陽電池パネル６に固定させてもよい。この場合も、太陽電池パネル６の裏面同士を向かい合わせて保持部材７ｊの凸部をかみ合せるように収納でき、収納時の面積は変わらず、高さをおよそ半分にすることが可能となり、搬送性を上げることができる。
【００５６】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる太陽電池システム１００ｋについて説明する。以下では、実施の形態３と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
図９に示す太陽電池システム１００ｋでは、図１０に示すように、各太陽電池モジュール１ｋの構成が実施の形態３と異なる。すなわち、各太陽電池モジュール１ｋでは、複数本の保持部材７ｋは、一点鎖線で示す基準となる位置より、太陽電池パネル６の両短辺における位置が部材幅の略半分だけシフトするように同じ方向（例えば図１０中の右回り方向）に回転させた位置において太陽電池パネル６に固定されている。一点鎖線で示す基準となる位置は、例えば、太陽電池パネル６の短辺を１：３：１に分割した位置である。保持部材が２本の場合，１：３：１に分割した位置にあることで太陽電池パネルの例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる（例えば、最低にできる）。保持部材が３本の場合，３：７：７：３に分割した位置にあることで太陽電池パネルの例えば受光面に加わる応力を効率的に低減できる。
【００５８】
この場合、図９に矢印で示すように、例えば短辺が隣り合う太陽電池モジュール１ｋ−１、１ｋ−２の向きを同じにしながら、両者の間で保持部材７ｋが互い違いになるようにする（図１０に破線で示す隣り合う太陽電池モジュール１ｋの取り付けポイント３参照）ことで、複数の太陽電池モジュール１ｋの太陽電池パネル６を整列させて取り付けることが可能となる。これにより、外観がよい太陽電池システム１００ｋを作ることができる。
【００５９】
また、図１０に示したように、太陽電池モジュール１ｋの方向を全て同じにしながら複数の太陽電池モジュール１ｋの太陽電池パネル６を整列させて取り付けることができるため、電力取出部８などが非対称に設置された太陽電池モジュール１ｋでも設置が可能となる。
【００６０】
なお、保持部材７ｋを、一点鎖線で示す基準となる位置より、太陽電池パネル６の両短辺における位置が部材幅の略半分だけシフトするように同じ方向（例えば図１０中の右回り方向）に回転させた位置において太陽電池パネル６に固定させてもよい。この場合も、例えば短辺が隣り合う太陽電池モジュール１ｋ−１、１ｋ−２の向きを同じにしながら、両者の間で保持部材７ｋが互い違いになるようにする（図１０に破線で示す隣り合う太陽電池モジュール１ｋの取り付けポイント３参照）ことで、複数の太陽電池モジュール１ｋの太陽電池パネル６を整列させて取り付けることが可能となる。これにより、外観がよい太陽電池システム１００ｋを作ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる太陽電池システムは、複数の太陽電池モジュールの設置に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１、１ｉ、１ｊ、１ｋ、９０１  太陽電池モジュール
３、９０３  接続するポイント
６  太陽電池パネル
７、７ｊ、７ｋ  保持部材
７ａ  側面
７ｂ  境界部分
７ｃ  中央部
７ｄ−１〜７ｄ−５  穴
７ｅ  端部
８  電力取出部
２０、９２０  太陽電池架台
２２、９２２  縦材
２４、９２４  斜め材
２５、９２５  基礎材
１００、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、９００  太陽電池システム
９０９  フレーム
９１０  支持フレーム
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１】
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【図３】
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【図６】
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【図９】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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