(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が設置面となったテーブルと、
該設置面に太陽電池モジュールを取付ける支持手段と、
前記太陽電池モジュールの周囲に配置し、前記設置面に対して気密状態に取付けた保持枠体と、
前記太陽電池モジュールの周囲と前記保持枠体との間を、該太陽電池モジュールの変位を拘束せずに気密状態に封じるシール手段と、
前記テーブルの設置面と保持枠体とシール手段と太陽電池モジュールとで形成される圧力室と、
該圧力室を加圧又は減圧し、あるいは繰り返して加圧と減圧するための給排気手段と、
を備え、前記圧力室の圧力を調整して前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュールに作用する風圧変動を付与することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項２】
前記支持手段として、前記太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いてなる請求項１記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項３】
前記テーブルは架台に対して傾斜角度を調節可能に設けてあり、前記設置面の上面で前記保持枠体の内側に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工してなる請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項４】
大気開放側に、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなる請求項１〜３何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項５】
前記給排気手段は、空気の吐出口と吸入口を備えた送風機と、前記吐出口に接続して前記圧力室に空気を強制供給して加圧するための給気管と、前記吸入口に接続して前記圧力室から空気を強制排気して減圧するための排気管とを有するとともに、前記給気管と排気管の途中に分岐接続されそれぞれ一端が大気開放された吐出管と吸入管とを有し、前記給気管と排気管の分岐部より圧力室側にそれぞれ開閉弁を設けるとともに、吐出管と吸入管にそれぞれ開閉弁を設け、少なくとも前記給気管と排気管に設ける開閉弁は、風量が調節可能な構造であり、各開閉弁を開閉調節することにより、前記圧力室を加圧、減圧するものである請求項１〜４何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項６】
前記給気管の開閉弁と吸入管の開閉弁を開き、前記吐出管の開閉弁を閉じ、前記排気管の開閉弁を調節して前記圧力室を正圧の所定圧力に設定してなる請求項５記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項７】
前記排気管の開閉弁と吐出管の開閉弁を開き、前記吸入管の開閉弁を閉じ、前記給気管の開閉弁を調節して前記圧力室を負圧の所定圧力に設定してなる請求項５記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項８】
前記圧力室又は該圧力室に連続した配管系に大気開放した圧力調節管を接続するとともに、該圧力調節管に開閉弁を設け、該圧力調節管の開閉弁を繰り返し開閉操作して圧力微動を重畳してなる請求項５〜７何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項９】
前記給気管と排気管の開閉弁より圧力室側を合流させ、１本の給排気管として前記圧力室に接続してなる請求項５〜８何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項１０】
前記給排気管をフレキシブルな圧力管で形成した請求項９記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項１１】
前記給排気手段によってバッファタンクからなるアキュムレータの内部を所定の圧力に設定し、該アキュムレータに圧力管を介して単数又は複数の前記圧力室が接続され、各圧力室で太陽電池モジュールの耐久性試験を行う請求項１〜１０何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【請求項１２】
前記給排気管又は圧力管が長手方向の一部又は全部を断熱性の素材で作製され、前記給排気手段と配管系で発生する熱から前記圧力室を遮断してなる請求項９〜１１何れか１項に記載の太陽電池モジュールの耐久性試験装置。
【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耐久性試験装置に係わり、更に詳しくは屋根置き型の設置工法で取付けた状態のソーラーパネルの風、雪、静荷重又は氷荷重に対する耐久性を試験するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、屋根に太陽電池モジュールを設置する場合、太陽電池モジュールの温度上昇を抑えるためと施工性を高めるために、屋根と太陽電池の間に５〜１０ｃｍ程度の間隔を設けて施工する。最近の屋根は、野地板の上面に防水ゴムシートを施設し、その上にカラーベスト等の屋根材を敷設した構造が一般的である。日本瓦の屋根は、古くは野地板の上面に下葺き材を引き、その上に土と瓦を密着させて固定する土葺き工法のみであったが、最近では耐震性を高めるために屋根の軽量化を図る目的で、土を使用せず、その代わり瓦桟木を野地板に打ち付け、瓦の裏に設けた引っ掛け爪を瓦桟木に引っ掛けるいわゆる引掛け桟瓦葺き工法が多く採用されている。
【０００３】
このような屋根に太陽電池モジュールを設置するには、屋根材を残したまま、所定間隔に長尺の縦桟若しくは固定金具を、屋根材を貫通させて野地板にネジ止めし、縦桟部材若しくは固定金具に横桟部材を一定間隔毎に横設し、太陽電池モジュールの周囲に設けた枠体を横桟部材に取付ける構造が一般的である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、太陽電池モジュール本体と、この太陽電池モジュール本体の対向する２辺に設けられた第１枠体及び第２枠体とを備える太陽電池モジュールの取付け構造において、複数の太陽電池モジュールをそれぞれの第１枠体及び第２枠体が相互に隣接する様に屋根上に配列しており、前記第１枠体の上側部位には、太陽電池モジュールを屋根上に固定するための固定部を設け、前記第２枠体の下側部位には、太陽電池モジュールを屋根上に係止するための係止部を設け、相互に隣接する各太陽電池モジュールの前記第１枠体及び前記第２枠体間には、屋根上に固定された凸型部材を配置し、前記第１枠体を前記凸型部材の一側面に配置し、前記第２枠体を前記凸型部材の上面に配置して、前記第１枠体及び前記第２枠体間に段差を形成し、前記第１枠体の固定部及び前記第２枠体の係止部を共通の押え部材により前記凸型部材に固定もしくは係止した太陽電池モジュールの取付け構造が開示されている。ここで、太陽電池モジュール本体の左右両側に第３枠体及び第４枠体とを備え、複数の太陽電池モジュールをそれぞれの第３枠体及び第４枠体が相互に隣接する様に屋根上に配列し、前記第３枠体及び前記第４枠体の相互に対向する部位にそれぞれの溝を形成し、前記第３枠体の溝及び前記第４枠体の溝にシール部材を挿入している。
【０００５】
ところで、太陽電池モジュールの耐久性試験として国際規格のＩＥＣ  ６１６４６  機械的荷重試験がある。このＩＥＣ規格の試験方法は、次のように定められている。正面を上向き、下向きに取付けられるような構造で、モジュールを取付ける場合、固定点間の距離が最大となるような最悪の場合を用いる。荷重は、正面に２４００Ｐａ相当の荷重を均一に徐々に加え、この荷重を１時間維持する。剛性構造体からモジュールを取り外さずに、同じ荷重をモジュールの背面に加える。加圧ステップは、１時間荷重を３サイクル繰り返す。雪・氷の重い堆積に対するモジュールの耐久力を確認する場合は、この試験中にモジュールの正面に加える荷重を２４００Ｐａから５４００Ｐａに引き上げる。というものである。
【０００６】
即ち、ＩＥＣ規格の試験方法は、太陽電池モジュールを垂直にして剛性構造体に取付け、太陽電池モジュールの正面と背面から機械的に荷重を加えて行うので、実際の屋根に設置した太陽電池モジュールとは使用形態が異なり、使用環境を再現したとは言い難い。その上、屋根に太陽電池モジュールを取付けるための枠体や支持金具の耐久性を試験することもできない。
【０００７】
しかし、太陽電池モジュールの電気特性を試験するための試験方法や試験装置は各種提供されているものの、太陽電池モジュールの機械的強度や耐久性、太陽電池モジュールを枠体や支持金具を用いて屋根に取付けた実際の使用状態に近い環境での耐久性について試験するための試験方法や試験装置は未だ提供されていない。従来は、共通の耐久性試験方法や装置がなく、太陽電池モジュール製造会社や住宅施工会社等がそれぞれ独自に試験を行っていたので、客観性がなく、また他社製品を比較できないといった課題もあった。
【０００８】
尚、特許文献２に記載されているように、一台の送風機を用いて複数の開閉弁を開閉操作して圧力室を加圧、減圧するための動風圧発生装置は公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２３１５１４号公報
【特許文献２】実公平０７−０２７４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、太陽電池モジュールの機械的強度や耐久性、太陽電池モジュールを枠体や支持金具を用いて屋根に取付けた実際の使用状態に近い環境での耐久性について自動的に試験することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前述の課題解決のために、上面が設置面となったテーブルと、該設置面に太陽電池モジュールを取付ける支持手段と、前記太陽電池モジュールの周囲に配置し、前記設置面に対して気密状態に取付けた保持枠体と、前記太陽電池モジュールの周囲と前記保持枠体との間を、該太陽電池モジュールの変位を拘束せずに気密状態に封じるシール手段と、前記テーブルの設置面と保持枠体とシール手段と太陽電池モジュールとで形成される圧力室と、該圧力室を加圧又は減圧し、あるいは繰り返して加圧と減圧するための給排気手段と、を備え、前記圧力室の圧力を調整して前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュールに作用する風圧変動を付与することが可能な太陽電池モジュールの耐久性試験装置。を構成した（請求項１）。
【００１２】
ここで、前記支持手段として、前記太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いてなることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
前記テーブルは架台に対して傾斜角度を調節可能に設けてあり、前記設置面の上面で前記保持枠体の内側に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工してなることがより好ましい（請求項３）。
【００１４】
そして、大気開放側に、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けてなることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
具体的には、前記給排気手段は、空気の吐出口と吸入口を備えた送風機と、前記吐出口に接続して前記圧力室に空気を強制供給して加圧するための給気管と、前記吸入口に接続して前記圧力室から空気を強制排気して減圧するための排気管とを有するとともに、前記給気管と排気管の途中に分岐接続されそれぞれ一端が大気開放された吐出管と吸入管とを有し、前記給気管と排気管の分岐部より圧力室側にそれぞれ開閉弁を設けるとともに、吐出管と吸入管にそれぞれ開閉弁を設け、少なくとも前記給気管と排気管に設ける開閉弁は、風量が調節可能な構造であり、各開閉弁を開閉調節することにより、前記圧力室を加圧、減圧するものである（請求項５）。
【００１６】
そして、前記給気管の開閉弁と吸入管の開閉弁を開き、前記吐出管の開閉弁を閉じ、前記排気管の開閉弁を調節して前記圧力室を正圧の所定圧力に設定してなるのである（請求項６）。
【００１７】
また、前記排気管の開閉弁と吐出管の開閉弁を開き、前記吸入管の開閉弁を閉じ、前記給気管の開閉弁を調節して前記圧力室を負圧の所定圧力に設定してなるのである（請求項７）。
【００１８】
また、前記圧力室又は該圧力室に連続した配管系に大気開放した圧力調節管を接続するとともに、該圧力調節管に開閉弁を設け、該圧力調節管の開閉弁を繰り返し開閉操作して圧力微動を重畳してなることがより好ましい（請求項８）。
【００１９】
また、前記給気管と排気管の開閉弁より圧力室側を合流させ、１本の給排気管として前記圧力室に接続してなることも好ましい（請求項９）。
【００２０】
また、前記給排気管をフレキシブルな圧力管で形成したことも好ましい（請求項１０）。
【００２１】
更に、前記給排気手段によってバッファタンクからなるアキュムレータの内部を所定の圧力に設定し、該アキュムレータに圧力管を介して単数又は複数の前記圧力室が接続され、各圧力室で太陽電池モジュールの耐久性試験を行うようにすることも好ましい（請求項１１）。
【００２２】
そして、前記給排気管又は圧力管が長手方向の一部又は全部を断熱性の素材で作製され、前記給排気手段と配管系で発生する熱から前記圧力室を遮断してなることがより好ましい(請求項１２)。
【発明の効果】
【００２３】
以上にしてなる本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置によれば、上面が設置面となったテーブルと、該設置面に太陽電池モジュールを取付ける支持手段と、前記太陽電池モジュールの周囲に配置し、前記設置面に対して気密状態に取付けた保持枠体と、前記太陽電池モジュールの周囲と前記保持枠体との間を、該太陽電池モジュールの変位を拘束せずに気密状態に封じるシール手段と、前記テーブルの設置面と保持枠体とシール手段と太陽電池モジュールとで形成される圧力室と、該圧力室を加圧又は減圧し、あるいは繰り返して加圧と減圧するための給排気手段と、を備え、前記圧力室の圧力を調整して前記太陽電池モジュールの表裏両面に圧力差を発生させたので、実環境で太陽電池モジュールに作用する風圧変動を再現して付与して耐久性を試験することができ、圧力室と大気圧の圧力差を大きくして、太陽電池モジュールを取付けたまま、破壊するまで試験することができる。ここで、実環境に発生するモジュールを屋根側へ押す方向の圧力は、前記圧力室の圧力を大気圧より低く、つまり圧力室の内部を減圧することにより再現し、またモジュールを屋根から引き離す方向の圧力は、前記圧力室の圧力を大気圧より高く、つまり圧力室の内部を加圧することにより再現できるのである。本発明の場合、大気開放空間は圧力が一定の圧力室とみなすことができる。そして、前記圧力室の圧力を急激に変化させることにより時々刻々変化する動圧や脈動を再現することができ、太陽電池モジュールに実環境で作用する風圧を与えて耐久性を試験することができる。本発明は、太陽電池モジュールを取り囲む気密チャンバーを使用しないので、装置の構造が簡単になり、太陽電池モジュールの装着への着脱が容易である。
【００２４】
また、前記支持手段として、前記太陽電池モジュールを屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用いてなることにより、太陽電池モジュール自体の耐久性試験に加えて太陽電池モジュールを屋根に支持する支持手段とモジュールとの連結部の耐久性試験を行うことができる。
【００２５】
そして、前記テーブルが架台に対して傾斜角度を調節可能に設けてあるので、太陽電池モジュールを適当な角度に設定でき、実際に傾斜した屋根に取付けた状態を再現することができるとともに、耐久性試験中に太陽電池モジュールの上面を観察し易くなる。更に、前記設置面の上面で前記保持枠体の内側に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段にて単又は複数の前記太陽電池モジュールを実施工することにより、実環境を完全に再現することができる。
【００２６】
大気開放側に、前記太陽電池モジュールの変形を計測する接触式又は非接触式の変位計を設けることにより、圧力室内の圧力変化に影響されずに太陽電池モジュールの変形を計測することができる。
【００２７】
そして、前記給排気手段は、空気の吐出口と吸入口を備えた送風機と、前記吐出口に接続して前記圧力室に空気を強制供給して加圧するための給気管と、前記吸入口に接続して前記圧力室から空気を強制排気して減圧するための排気管とを有するとともに、前記給気管と排気管の途中に分岐接続されそれぞれ一端が大気開放された吐出管と吸入管とを有し、前記給気管と排気管の分岐部より圧力室側にそれぞれ開閉弁を設けるとともに、吐出管と吸入管にそれぞれ開閉弁を設け、少なくとも前記給気管と排気管に設ける開閉弁は、風量が調節可能な構造であるので、一台の送風機による空気の給気と排気を利用して、各開閉弁を開閉調節することにより、圧力室内の圧力を大気圧よりも高い正圧（加圧状態）と大気圧よりも低い負圧（減圧状態）に設定することができる。ここで、送風機は、ポンプに比べて風量が大きいので、圧力室内の圧力を素早く所定の圧力に設定することができる。
【００２８】
ここで、前記給気管の開閉弁と吸入管の開閉弁を開き、前記吐出管の開閉弁を閉じ、前記排気管の開閉弁を調節して前記圧力室を正圧の所定圧力に設定することができ、また前記排気管の開閉弁と吐出管の開閉弁を開き、前記吸入管の開閉弁を閉じ、前記給気管の開閉弁を調節して前記圧力室を負圧の所定圧力に設定することができる。この場合、前記各開閉弁はとして、例えばバタフライバルブやボールバルブを用いることができる。
【００２９】
更に、前記圧力室又は該圧力室に連続した配管系に大気開放した圧力調節管を接続するとともに、該圧力調節管に開閉弁を設け、該圧力調節管の開閉弁を繰り返し開閉操作して圧力微動を重畳すれば、より自然環境に近い状態を再現することができ、例えば台風等の強風時の環境において太陽電池モジュールに動風圧が加わった状態と同等な環境を再現することができる。
【００３０】
また、前記給気管と排気管の開閉弁より圧力室側を合流させ、１本の給排気管として前記圧力室に接続すれば、配管が簡単になり、更に前記給排気管をフレキシブルな圧力管で形成すれば、圧力室が可動の場合であっても対応できる。
【００３１】
更に、前記給排気手段によってバッファタンクからなるアキュムレータの内部を所定の圧力に設定し、該アキュムレータに圧力管を介して単数又は複数の前記圧力室が接続され、各圧力室で太陽電池モジュールの耐久性試験を行うようにすれば、異なるタイプの太陽電池モジュールの耐久性試験を同時に行うことができ、また太陽電池モジュールの耐久性試験中に他の太陽電池モジュールを試験装置に装着する作業を平行して行うことができる。
【００３２】
更に、前記給排気管又は圧力管が長手方向の一部又は全部を断熱性の素材で作製され、前記給排気手段と配管系で発生する熱から前記圧力室を遮断すれば、長時間試験を行っても圧力室、つまり太陽電池モジュールの温度上昇が抑制され、自然に近い状態で耐久性試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置の一部断面で示した正面図である。
【図２】同じく耐久性試験装置の一部断面で示した側面図である。
【図３】架台に対してテーブルを傾斜させた状態の耐久性試験装置の側面図である。
【図４】耐久性試験装置のテーブル部分に設けたカバーを開放し、後方へ移動させて設置面を開放する状態を一部断面で示した側面図である。
【図５】太陽電池モジュールを支持手段にてテーブルの設置面に取付けた状態の省略平面図である。
【図６】保持枠体で太陽電池モジュールの周囲をパッキン状のシール部で気密状態に保持した状態の部分断面図である。
【図７】保持枠体で太陽電池モジュールの周囲をシート状のシール部で気密状態に保持した状態の部分断面図である。
【図８】各開閉弁を操作して圧力室を正圧に加圧する場合の簡略説明図である。
【図９】各開閉弁を操作して圧力室を負圧に減圧する場合の簡略説明図である。
【図１０】給排気手段で圧力を調整するアキュムレータに複数の圧力室を接続した使用状態の簡略説明図である。
【図１１】アキュムレータの具体的構造を示す簡略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図１〜図６は本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置の実施形態を示し、図中符号１は太陽電池モジュール、２は架台、３はテーブル、４は支持手段、５は保持枠体、６はシール手段、７は圧力室、８は給排気手段、９はカバーをそれぞれ示している。
【００３５】
本実施形態の太陽電池モジュールの耐久性試験装置は、太陽電池モジュール１を、架台２に対して傾斜角度を調節可能に設けたテーブル３の設置面１０に、支持手段４と保持枠体５とシール手段６とで気密状態で装着し、前記テーブル３の設置面１０と保持枠体５とシール手段６と太陽電池モジュール１とで形成される圧力室７の内部を、架台２に内蔵した給排気手段８によって加圧又は減圧し、あるいは繰り返して加圧と減圧することにより、前記圧力室７の圧力を調整して前記太陽電池モジュール１の表裏両面に圧力差を発生させ、実環境で太陽電池モジュール１に作用する風圧変動を再現して付与するようになっている。前記テーブル３の上面に設置した太陽電池モジュール１を覆うように、該テーブル３の上面に透明なカバー９を開閉可能且つ前後方向へスライド移動可能に設けている。本発明では、大気開放空間は圧力が一定の圧力室とみなすことができ、前記圧力室７の内部の圧力を調整することにより、太陽電池モジュール１の表裏面に大気圧との差圧を発生させ、該太陽電池モジュール１を撓み変形させるのである。
【００３６】
更に詳しくは、前記耐久性試験装置は、前記架台２の上端前縁部に、平面視四角形の前記テーブル３の前縁を水平な支軸を有する複数の蝶番１１，…で連結するとともに、前記架台２の内部の固定部とテーブル３の後部下面とを昇降機１２で連結して、該テーブル３の傾斜角度を調節可能とした構造となっている。前記テーブル３は、大きな圧力に耐えるためと、支持手段４や保持枠体５を気密状態で取付けることができるように、鋼製の本体板１３の上面にゴムシート１４を積層して前記設置面１０としている。前記本体板１３には適宜箇所に螺孔を形成し、該螺孔に対応するゴムシート１４には円孔を形成している。この本体板１３に形成する螺孔は、上下に貫通しないことが望ましいが、貫通しても螺孔にボルトを螺合しておけば気密性を保つことができる。
【００３７】
図１、図２及び図６に示すように、前記圧力室７は、前記テーブル３の設置面１０に、該設置面１０に対して間隔を開けて太陽電池モジュール１の周囲を支持手段４で取付け、それから前記太陽電池モジュール１の周囲に保持枠体５を配置するとともに、前記設置面１０に対して気密状態に取付け、更に前記太陽電池モジュール１の周囲と前記保持枠体５との間を、該太陽電池モジュール１の変位を拘束せずにシール手段６で気密状態に封じて構成する。つまり、前記圧力室７は、前記テーブル３の設置面１０と保持枠体５とシール手段６と太陽電池モジュール１とで形成されている。
【００３８】
ここで、前記支持手段４として、前記太陽電池モジュール１を屋根等の被取付部に実際に取付ける枠体若しくは支持金具を用い、支持手段４の耐久性試験も行うのである。ここで、図示しないが、前記設置面１０の上面で前記保持枠体５の内側に、少なくとも野地板と屋根材とからなる模造屋根を構築し、該模造屋根の上に前記支持手段４にて単又は複数の前記太陽電池モジュール１を実施工することが好ましい。
【００３９】
また、前記シール手段６は、前記太陽電池モジュール１の変形を拘束しない可撓性を備えているのである。図６に示したシール手段６は、シリコンゴムのような軟弾性物６Ａからなる帯状のものであり、前記太陽電池モジュール１を構成する周囲のブラケット１５の外面と前記保持枠体５の内面との間に、気密性を保てる程度に圧縮状態で介在させるのである。通常は、前記シール手段６となる軟弾性物６Ａを前記保持枠体５の内面に接着している。前記圧力室７を構成する部分にリーク箇所があれば、シリコンシーラーを充填する。
【００４０】
耐久性試験中の太陽電池モジュール１の変形を計測するために、大気開放側、つまり前記太陽電池モジュール１の上面側に、アーチ状にトラバース１６を設け、該トラバース１６に接触式又は非接触式の変位計１６Ａを設けている。変位計以外にも圧力計を始めとして、温度計等を適所に配置している。
【００４１】
更に詳しく、図１、図２及び図５に基づいて、太陽電池モジュール１を設置面１０に取付ける構造を説明するが、太陽電池モジュール１とそれを屋根等に取付けるための支持手段４の構造は、製造メーカによって異なるため、図示した取付構造はあくまでも一例を示したものである。共通する点は、前記設置面１０の上面で、太陽電池モジュール１の周囲に、前記保持枠体５を設置面１０に対して気密状態に取付けて圧力室７の側壁を構成し、該保持枠体５と太陽電池モジュール１の周囲とをシール手段６で気密状態に封じることである。それ以外の構成は支持手段４も含めて自由である。
【００４２】
先ず、屋根の傾斜に沿って取付ける２本の縦ビーム１７，１７を、前記保持枠体５の内部に納まるように、前記設置面１０の左右に間隔を開けて配置するとともに、前記縦ビーム１７，１７に交差するように２本の横ビーム１８，１８を前後に間隔を開けて配置し、交差部に貫通させたボルトで該設置面１０に固定する。前記横ビーム１８，１８の左右両端部は前記保持枠体５を貫通して外部に表れ、この端部を利用して前記保持枠体５を取り囲むように平面視四角形の枠体からなるサポート部材１９を取付け、該サポート部材１９から内方へ突出させた複数の支持ボルト２０，…の先端を前記保持枠体５の外面に当接して、前記圧力室７の内部の圧力が大気圧より高くなった際に、該保持枠体５が外側へ変形して気密性が破れるのを防止している。尚、前記圧力室７の内部の圧力が大気圧よりも低くなった場合、前記保持枠体５が内側へ変形しても前記シール手段６を圧迫するだけであり、気密性はより高くなるので、保持枠体５の内側への変形は許容する。
【００４３】
図７は、前記シール手段６の他の実施形態である。この実施形態のシール手段６は、キャンパス地等の気密性を有する可撓性シート６Ｂで構成し、帯状の可撓性シート６Ｂの一側縁を前記太陽電池モジュール１のブラケット１５の外面に接着するとともに、他側縁を前記支持手段４等の適宜な固定部にネジ止めし、該可撓性シート６Ｂの中間部を前記保持枠体５の内面に接触するようにしたものである。前記圧力室７の内部の圧力が大気圧より高い場合には、前記可撓性シート６Ｂの中間部は前記保持枠体５の内面に圧接して気密性を維持するが、前記圧力室７の内部の圧力が大気圧よりも低い場合には、前記可撓性シート６Ｂの中間部は内側に引き込まれるので、前記支持手段４と可撓性シート６Ｂの端縁及び支持手段４と設置面１０との間を気密性を持たせる必要がある。
【００４４】
次に、図１、図２、図８及び図９に基づき、前記給排気手段８を説明する。本発明の給排気手段８は、前記圧力室７の静圧力を、−１０，０００Ｐａ〜＋１０，０００Ｐａの範囲に設定可能であり、それにより前記太陽電池モジュール１に最大１ｔ／ｍ2の静圧を発生させる能力を有している。先ず、前記給排気手段８には、電気モータで駆動する風量の大きな送風機２２を有し、該送風機２２には、空気の吐出口２３と吸入口２４を備えている。そして、前記送風機２２の吐出口２３に接続して前記圧力室７に空気を強制供給して加圧するための給気管２５と、前記吸入口２４に接続して前記圧力室７から空気を強制排気して減圧するための排気管２６とを有するとともに、前記給気管２５と排気管２６の途中に分岐接続されそれぞれ一端が大気開放された吐出管２７と吸入管２８とを有する。更に、前記給気管２５と排気管２６の分岐部より圧力室７側にそれぞれ開閉弁Ａ，Ｂを設けるとともに、吐出管２７と吸入管２８にそれぞれ開閉弁Ｃ，Ｄを設けている。ここで、少なくとも前記給気管２５と排気管２６に設ける開閉弁Ａ，Ｂは、風量が調節可能な構造である。
【００４５】
更に、前記圧力室７に大気開放した圧力調節管２９を接続するとともに、該圧力調節管２９に開閉弁Ｅを設けている。そして、本実施形態では、前記給気管２５と排気管２６の開閉弁Ａ，Ｂより圧力室７側を合流させ、１本の給排気管３０として前記圧力室７に接続している。本実施形態では、前記圧力室７を設けたテーブル３は、前記給排気手段８を内蔵した架台２に対して可動であるため、前記給排気管３０の一部をフレキシブルな圧力管で形成している。尚、前記給気管２５と排気管２６の開閉弁Ａ，Ｂより圧力室７側は、該圧力室７と常に連通しているので、実質的に圧力室７と同等であり、この部分を２本の圧力管にするか、１本の圧力管にするかは設計的事項である。本実施形態では、前記給排気管３０に分岐させて前記圧力調節管２９を接続している。
【００４６】
本実施形態では、前記開閉弁Ａ〜Ｄと開閉弁Ｅとして、流量が調節可能で弁体が９０度回転する毎に「開」と「閉」を繰り返すタイプのものであり、例えばバタフライバルブやボールバルブを用いる。本実施形態では、前記開閉弁Ａ〜Ｄは、各弁体の回転軸に一端を連結した回転伝達用フレキシブルケーブルの他端を、架台２の側面に設けた回転ハンドル３１Ａ〜３１Ｄに連結し、回転ハンドル３１Ａ〜３１Ｄを回転させることにより、対応する開閉弁Ａ〜Ｄを開閉操作するようになっている。前記開閉弁Ｅは、圧力微動（脈動）を重畳するものであるので、一定の周期で開閉を繰り返すことが望ましく、そのため弁体の回転軸をモータで回転させる。
【００４７】
先ず、図８に基づいて、前記圧力室７の内部の圧力を大気圧よりも高い正圧に設定する操作を説明する。それには、図８（ａ）に示すように、前記給気管２５の開閉弁Ａと吸入管２８の開閉弁Ｄを開き、前記吐出管２７の開閉弁Ｃを閉じ、前記排気管２６の開閉弁Ｂを調節すれば、前記圧力室７を正圧の所定圧力に設定することができる。実際には、開閉弁Ｄは開いたままではなく、開閉弁Ｂに連動させて開き具合を制御する。それから、前記圧力調節管２９の開閉弁Ｅを繰り返し開閉操作すれば、図８（ｂ）に示すように、圧力微動を重畳することができる。
【００４８】
次に、図９に基づいて、前記圧力室７の内部の圧力を大気圧よりも低い負圧に設定する操作を説明する。それには、図９（ａ）に示すように、前記排気管２６の開閉弁Ｂと吐出管２７の開閉弁Ｃを開き、前記吸入管２８の開閉弁Ｄを閉じ、前記給気管２５の開閉弁Ａを調節すれば、前記圧力室７を負圧の所定圧力に設定することができる。実際には、開閉弁Ｃは開いたままではなく、開閉弁Ａに連動させて開き具合を制御する。それから、前記圧力調節管２９の開閉弁Ｅを繰り返し開閉操作すれば、図９（ｂ）に示すように、圧力微動を重畳することができる。
【００４９】
このように、本発明では、前記圧力室７の内部の圧力を変化させて、太陽電池モジュール１の表裏から荷重を加えた場合と同様な外力を付与することができ、しかも自然の風圧のように脈動も加えることができるので、より自然に近い状態で耐久性試験を行うことができる。
【００５０】
また、前記テーブル３を傾斜させて実際の屋根に装着した場合を再現することができるのである。尚、本実施形態では、前記テーブル３の傾斜角度を調節する前記昇降機１２は、手動で昇降操作するようになっている。前記昇降機１２は、前記回転ハンドル３１の近くに設けた操作ハンドル３２にユニバーサルジョイント３３を介して駆動部３４に連結され、該操作ハンドルを回転して前記テーブル３の傾斜角度を調節する。
【００５１】
前記給排気手段８は、前記開閉弁Ａ〜Ｄもサーボモータで駆動することにより、前記圧力室７の内部に設けた各種センサーの信号をフィードバックしてコンピュータ制御すれば、所望の風圧パターンで耐久性試験を自動的に行えるようにすることも可能である。
【００５２】
本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置は、図１０に示すように、前記給排気手段８と前記圧力室７との間にバッファタンクからなるアキュムレータ３５を配置し、圧力の予期しないビビリを防止するとともに、前記給排気管３０又は圧力管３６が長手方向の一部又は全部を断熱性の素材で作製され、前記給排気手段８と配管系で発生する熱から前記圧力室７を遮断してなることが好ましい。ここで、前記給排気手段８と配管系で発生する熱としては、前記各開閉弁での断熱圧縮による温度上昇と、送風機２２の電動モータの発熱があり、これらが長時間の運転で蓄積するのである。
【００５３】
図１０に示した耐久性試験システムは、前記給排気手段８によってバッファタンクからなるアキュムレータ３５の内部を所定の圧力に設定するようにし、それから前記アキュムレータ３５に圧力管３６を介して複数の前記圧力室７，７を接続したものである。前記アキュムレータ３５には前記圧力調節管２９を接続し、それに備えた開閉弁Ｅを操作して圧力微動を加えるようにしている。そして、前記アキュムレータ３５に接続されたそれぞれの圧力室７を、異なる太陽電池モジュール１で構成すれば、同時に複数の太陽電池モジュール１，…の耐久性試験を行うことができる。ここで、前記アキュムレータ３５の容積が圧力室７の容積よりも十分に大きければ、一つの圧力室７の圧力変動が他の圧力室７に大して影響を与えないので、独立して耐久性試験を行うことができる。この場合、各圧力室７に直接前記圧力調節管２９を接続することも可能であり、その場合には圧力微動が異なる条件で同時に複数の耐久性試験を行うこともできる。
【００５４】
図１１には、前記アキュムレータ３５の具体的構造を示している。前記アキュムレータ３５は、円筒状のタンク３７の下部に前記給排気手段８の給気管２５と排気管２６を中心をずらせて接続するとともに、前記タンク３７の内部で半分よりも上方に上下を区画する仕切板３８を固定し、該仕切板３８の中心には開口３９が形成され、更に前記仕切板３８より下方の空間に前記給気管２５と排気管２６による気流を遮るように金網からなる整流部材４０を配置し、そして前記タンク３７の上面中央部に前記圧力管３６を接続している。更に、前記タンク３７の仕切板３８よりも上位に、開閉弁Ｅを備えた前記圧力調節管２９を接続している。また、前記圧力管３６の一部には断熱素材で作成した断熱管４１を接続している。前記給排気手段８の送風機２２、電動モータ、配管系及び前記アキュムレータ３５では、流動する空気と管壁面との摩擦によって熱が発生し、長時間の耐久性試験の運転によって摩擦熱が蓄積し、温度が上昇する。前記圧力室７の温度上昇、即ち太陽電池モジュール１の温度上昇は耐久性試験に悪影響を及ぼすので、前記断熱管４１によって圧力室７への熱伝導を遮断するのである。
【００５５】
更に、本発明の太陽電池モジュールの耐久性試験装置に、カーテンウォールや窓の環境試験装置で公知の風雨、日照、振動試験装置を組み合わせることも可能である。また、前記圧力室７の温度を制御することも好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１  太陽電池モジュール、        ２  架台、
３  テーブル、                  ４  支持手段、
５  保持枠体、                  ６  シール手段、
６Ａ  軟弾性物、                ６Ｂ  可撓性シート、
７  圧力室、                    ８  給排気手段、
９  カバー、                    １０  設置面、
１１  蝶番、                    １２  昇降機、
１３  本体板、                  １４  ゴムシート、
１５  ブラケット、              １６  トラバース、
１６Ａ  変位計、                １７  縦ビーム、
１８  横ビーム、                １９  サポート部材、
２０  支持ボルト、              ２２  送風機、
２３  吐出口、                  ２４  吸入口、
２５  給気管、                  ２６  排気管、
２７  吐出管、                  ２８  吸入管、
２９  圧力調節管、              ３０  給排気管、
３１Ａ〜３１Ｄ  回転ハンドル、  ３２  操作ハンドル、
３３  ユニバーサルジョイント、  ３４  駆動部、
３５  アキュムレータ、          ３６  圧力管、
３７  タンク、                  ３８  仕切板、
３９  開口、                    ４０  整流部材、
４１  断熱管、
Ａ〜Ｅ  開閉弁。
【図１】
0005381969.tif 000002
【図２】
0005381969.tif 000003
【図３】
0005381969.tif 000004
【図４】
0005381969.tif 000005
【図５】
0005381969.tif 000006
【図６】
0005381969.tif 000007
【図７】
0005381969.tif 000008
【図８】
0005381969.tif 000009
【図９】
0005381969.tif 000010
【図１０】
0005381969.tif 000011
【図１１】
0005381969.tif 000012