(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平坦な面に非貫通方式で設置される太陽光発電モジュールであって、
外周と、主平面を規定している正面とを含む太陽光発電積層体を有する太陽光発電デバイスと、
前記太陽光発電積層体の前記外周の周囲を取り囲むように前記外周に取着されているフレームと
を備え、
前記フレームは、
互いに対向する前方フレーム部材および後方フレーム部材と、
互いに対向する第１の側方フレーム部材および第２の側方フレーム部材と、
前記フレーム部材の１つと一体であり、かつ、前記フレーム部材のうち前記１つから突出しており、太陽光発電モジュールが動作する別個の設置面に載置されるべく前記正面の反対側に支持面が形成されている第１のアームと
を有し、
前記支持面の平面および前記太陽光発電積層体の前記主平面は互いに平行ではなく、
前記太陽光発電積層体および前記フレームは、組み立てが完了すると、一体構造となり、
前記第１のアームは、他の太陽光発電モジュールの結合場所に結合されるように構成され、同一構造の第２の太陽光発電モジュールの対応するフレームに接する状態で、前記フレームの積み重ねを可能とするように構成される
太陽光発電モジュール。
【請求項２】
前記太陽光発電積層体の前記主平面および前記支持面の前記平面によって、３度から７度の範囲内の内角が画定されている請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項３】
前記一体構造は、前記フレームを前記太陽光発電積層体から取り外すには前記フレーム部材のうち少なくとも１つを破損させなければならないように構成されている請求項１又は２に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
前記第１の側方フレーム部材は、前記後方フレーム部材の対応する第２のコネクタにプレスフィット方式で取着される第１のコネクタを含む請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項５】
前記第１のコネクタは、
レセプタクルが画定されているメス型部品、および、
前記レセプタクルの形状に応じた形状を持つオス型部品
のうちいずれか一方であり、
前記第２のコネクタは、前記オス型部品および前記メス型部品のうち他方であり、
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタは、それぞれ十字型であり、第１の部分及び第２の部分を含み、
前記第１の部分及び第２の部分は、互いに垂直になるように延伸する請求項４に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項６】
前記第１のアームの前記支持面は、前記前方フレーム部材とは反対方向に前記後方フレーム部材を超えて延伸しており、
前記フレームはさらに、
前記フレーム部材のうち１つから突出しており、支持面が形成されている第２のアーム
を有し、前記第２のアームの前記支持面は、前記後方フレーム部材を超えて延伸しており、前記第１のアームの前記支持面と同一平面上にある請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項７】
前記フレームはさらに、
前記フレーム部材のうち１つから突出しており、前記前方フレーム部材を超えて延伸している支持面が形成されている第３のアームと、
前記フレーム部材のうち１つから突出しており、前記前方フレーム部材を超えて延伸している支持面が形成されている第４のアームと
を有し、
前記第１から第４のアームの前記支持面は、同一平面上にある請求項６に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項８】
前記フレームはさらに、前記第１のアームの終端部分に設けられている取着領域を有し、前記取着領域は、同一構造の第２の太陽光発電モジュールの前記第３のアームの対応する取着領域に取着される請求項７に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項９】
前記第１のアームおよび前記第３のアームは、前記第１の側方フレーム部材から延伸しており、
前記第２のアームおよび前記第４のアームは、前記第２の側方フレーム部材から延伸している
請求項７又は８に記載の太陽光発電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［連邦政府後援の研究または開発に関する記述］
本発明は、米国エネルギー省から契約番号ＤＥ−ＦＣ３６−０７ＧＯ１７０４３で請け負って政府の支援を受けて成された。政府は本発明に関して所与の権利を有するものである。
【０００２】
［優先権情報］
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）（１）に基づき米国仮特許出願第６１／０７６，４９２号（出願日：２００８年６月２７日、発明の名称：「太陽光発電モジュールおよびモジュールアレイ」、代理人整理番号：第Ｓ０１３４／Ｓ８１２．１０４．１０１について優先権を主張する。当該仮出願の教示内容は全て参照により本願に組み込まれる。
【０００３】
［関連出願］
本願はさらに、米国特許出願第１２／４９２，６４０号（発明の名称：「バラスト付太陽光発電モジュールおよびモジュールアレイ」、代理人整理番号：第Ｓ０１３１ＵＳ／Ｓ８１２．１０１．１０２）、米国特許出願第１２／４９２，６８０号（発明の名称：「非貫通方式でアレイを設置するためのコネクタアセンブリを備える太陽光発電モジュールキット」、代理人整理番号：第Ｓ０１３２ＵＳ／Ｓ８１２．１０２．１０２）、米国特許出願第１２／４９２，７２９号（発明の名称：「取り外し可能な風向偏向部材を備える太陽光発電モジュール」、代理人整理番号：第Ｓ０１３３ＵＳ／Ｓ８１２．１０３．１０２）、米国特許出願第１２／４９２，３８３号（発明の名称：「排水フレームを備える太陽光発電モジュール」、代理人整理番号：第Ｓ０１３５ＵＳ／Ｓ８１２．１０５．１０２）に関連する。これらの関連出願は全て本願と同日付けで出願されており、それぞれの教示内容は参照により本願に組み込まれる。
【０００４】
本開示は、屋根瓦風の太陽電池に関する。特に、アレイ状の屋上用太陽光発電システムの一部として短時間で設置される太陽光発電モジュールに関する。
【０００５】
太陽エネルギーは長きにわたって、重要且つ実現可能性が非常に高い代替エネルギー源と考えられてきた。このため、太陽エネルギー集積技術を開発および改良するべく多大な労力および投資が費やされてきた。特に高い関心を集めているのは、電力需要を補完または満足させるべく非常に多量の太陽エネルギーを収集および利用する産業上または商業上の利用である。
【０００６】
太陽光発電技術は一般的に、大規模な太陽エネルギー集積に最適な方法であると考えられており、主要エネルギー源および／または副次的（または補完的）エネルギー源として利用が可能である。一般的に言うと、太陽光発電システムは、シリコンまたはその他の材料（例えば、第ＩＩＩ−Ｖ族のセル、例えばＧａＡｓ）から成るソーラーパネルを利用して太陽光を電力に変換する。具体的に説明すると、太陽光発電システムでは通常、複数の太陽光発電（ＰＶ）モジュール（または、「ソーラータイル」とも呼ぶ）が１（以上）の適切な電気部品（例えば、スイッチ、インバータ、接続箱等）への配線に相互接続されている。ＰＶモジュールは従来、電気的に相互接続され且つ封止されている複数の結晶質または非晶質の半導体デバイスのアセンブリが通常形成されているＰＶ積層体またはＰＶパネルから構成されている。ＰＶ積層体は１以上の導電体を担持して、これらの導電体によって太陽光によって生成される電流を導通させる。
【０００７】
ＰＶ積層体の正確な構成は別として、ＰＶシステムの大半では、複数のＰＶモジュールから成るＰＶモジュールアレイを、太陽光の照射が容易に得られる設置箇所に相互接続することになる。これは、商業的または産業的に利用して、非常に多数のＰＶモジュールによって大量のエネルギーを生成することが望まれている場合に特に当てはまる。商業用ビルの屋上は、ＰＶモジュールの載置面としては格好の面である。例えば、多くの商業用ビルの屋上は大きく平坦であり、本質的に大型のＰＶモジュールアレイを載置し易い。実際、既存の屋上をＰＶモジュール設置箇所とすることは、ビル構造／屋上構造が既に存在し、ＰＶモジュールを支持するために必要な構造を別に追加で用意する必要が少なくなるので、空間の最も有効な利用方法である。このように屋上への設置は実現の可能性が高いが、設置環境について解決しなければならない制約がいくつかある。一例を挙げると、ＰＶ積層体は、通常平坦または平面的であるので、平坦な屋上に単に「置かれた」場合、日中を通して最大量の太陽光を集積できるように最適配置／配向されない場合がある。これに代えて、屋上に対してわずかな角度でＰＶ積層体を傾斜させることが好ましい（つまり、北半球で設置する場合は南側の空へ向け、南半球で設置する場合には北側の空へ向ける）。また、屋上に設置されたＰＶモジュールは強風にさらされることも多く、上述のように屋上に対してＰＶ積層体が傾斜している場合には、懸念が強くなる。
【０００８】
このため、従来のＰＶモジュール設置技術では、モジュールアレイが備える複数のＰＶモジュールをそれぞれ物理的に、既存の屋上構造に直接相互接続するか、または、既存の屋上構造に直接組み込んでいた。例えば、一部のＰＶモジュール構成によると、屋上を貫通するボルトによって屋上に複数のフレーム部材を物理的に取着していた。この方法によれば、ＰＶモジュールをより強固に屋上に装着できるが、時間がかかり、屋上には消えない傷ができる。また、屋根に穴を開けるので、明らかに水害が発生する可能性がでてくる。より最新型の平坦な屋上を設置箇所とする商業用ＰＶモジュール構成では、アレイ状に構成された複数のＰＶモジュールは、ｐ非貫通方式で屋上に対して他に支持部材を必要とすることなく設けられる。具体的に説明すると、複数のＰＶモジュールは互いに、一連の別個の補助部材によって接続されており、相互に接続して形成されるアレイ（および、設置箇所で、ＰＶモジュールのうち１以上に取着される追加部品であるバラストおよび／または風向偏向フェアリングまたは「風向偏向部材」）の総重量は、風力を相殺する。
【０００９】
非貫通方式のＰＶモジュールアレイ設置技術は高く評価されているが、問題も依然として存在する。例えば、ＰＶモジュールを相互接続したＰＶモジュールアレイを非貫通方式で容易に取着するためには、多数の部品が必要になると共に、これらの部品の物流管理も必要となる。ここにおいて、ＰＶモジュールの構成（例えば、数、位置、および種類）は、設置箇所毎に異なる。このため、必要となる取着補助部品の数および種類も異なり、正確に注文してＰＶモジュールと共に設置箇所に配送しなければならない。このため、前もって準備しておく必要があることが非常に多い。同様に、一部の非貫通方式のＰＶモジュールの設置要件には、ＰＶモジュールアレイの外周形状をそのまま反映して構成されている、または、サイズが決まっている風向偏向補助部品（例えば、外周縁部）が含まれる。予定されるＰＶモジュールアレイの形状に応じた適切なサイズおよび形状を持つ風向偏向部品およびその他の設置部品を設置箇所に用意するためには、上述したように、綿密な事前準備が必要となる。事前準備に誤りがあったり、設置パラメータが間違って指定されていたり、間違った部品リストで発注していたりということがあれば、設置プロセスに悪影響が出て大きな遅れが発生するのは明らかである。また、関連産業分野ではよくあることであるが、設置補助部品がＰＶモジュールとは別の荷となっている場合、設置担当者が発注内容および／または出荷内容に誤りがあるか否かをすぐに判断することは、非常に難しく、不可能な場合もある。実際に設置プロセスを進めて初めて、発注内容および／または出荷内容の誤りが明らかになるので、すぐに対応できないことが多い。同様に、商業用ビルの屋上に非貫通方式でＰＶモジュールを設置するためには、非常に高い労働力および専門知識（および、コスト）が必要となる。最後に、必要なＰＶモジュールを全て用意すると共に取着補助部品および関連設備を全て用意する際には梱包材料を処理および処分する必要があるが、これには多大なコストがかかってしまう。
【００１０】
ＰＶモジュールによる太陽エネルギーの利用は、商業および産業が従来の天然資源由来のエネルギーに依存する度合いを小さくする上で、非常に大きい期待が寄せられている技術である。しかし、従来の公共電力源に負けない競争力をつけるためには、ＰＶシステムに係るコストを可能な限り削減することが望ましい。このため、ＰＶモジュールおよび関連するＰＶモジュールシステムまたはＰＶモジュールアレイについては、非貫通方式で商業用ビルの屋上に容易に取着できるような構成とすることが必要となっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の原理に応じた一部の側面は、ＰＶデバイスと、フレームとを備える太陽光発電（ＰＶ）モジュールに関する。ＰＶデバイスはＰＶ積層体を有し、ＰＶ積層体には、外周と、主平面を規定している正面とがある。フレームは、ＰＶ積層体の外周に取着されており、ＰＶ積層体の外周の外側を取り囲む。ここにおいて、フレームには、互いに対向している前方フレーム部材および後方フレーム部材と、互いに対向している第１の側方フレーム部材および第２の側方フレーム部材とがある。また、これらのフレーム部材のうち１つのフレーム部材から突出するアームが設けられており、当該アームにはＰＶ積層体の正面と反対側に支持面が形成されている。支持面は、設置面に載置される面であるので、設置面と相対的にＰＶ積層体を支持および配向する。これを踏まえて、支持面の平面およびＰＶ積層体の主平面は、互いに平行にならないように構成される（例えば、ＰＶ積層体を支持面に対して傾斜させる）。いずれにしても、組み立て（例えば、工場での組み立て）が完了すると、ＰＶ積層体およびフレームは一体構造となる。一部の実施形態によると、フレームは、支持面を平坦面に載置した場合に、ＰＶ積層体が平坦面に対して平行とならない角度で配向されるように、例えば、３度から７度の範囲内の角度で配向されるように構成される。他の実施形態によると、当該ＰＶモジュールの一体構造という特徴から、フレーム部材のうち少なくとも１つを破損させることなくフレームをＰＶ積層体から取り外すことはできない。さらに別の実施形態によると、フレーム部材は全体がポリマー材料から形成されている。さらに別の実施形態によると、フレーム部材のうち１以上のフレーム部材には、第２の同一構造のＰＶモジュールの対応部分との相互接続を容易にする部分が一体的に形成されている。
【００１２】
本開示の原理に応じた別の側面は、ＰＶモジュールを製造する方法に関する。当該方法は、ＰＶ積層体を有するＰＶデバイスを用意する段階を備える。ＰＶ積層体には、主平面を規定している正面に外周がある。前方フレーム部材、後方フレーム部材、第１の側方フレーム部材、および、第２の側方フレーム部材を含むフレームも用意される。また、フレームには、これらのフレーム部材のうち１つのフレーム部材から突出するアームが含まれており、当該アームには支持面が形成されている。ＰＶ積層体は、上述した複数のフレーム部材がＰＶ積層体の外周の外側を取り囲むように、フレーム部材に取着されている。また、フレーム部材は互いに取着されている。組み立て（例えば、工場での組み立て）が完了すると、ＰＶ積層体およびフレームは一体構造となり、支持面の平面およびＰＶ積層体の主平面は、互いに平行にならないように構成される。一部の実施形態によると、上述した複数のフレーム部材は、互いに対して取着されるのと同時にＰＶ積層体に取着されるので、製造工程が全体的に簡略化される。
【００１３】
本開示の原理に応じた別の側面は、商業用ビルの屋上等の略平坦な面に非貫通方式で設置する太陽光発電モジュールシステムキットに関する。当該システムキットは少なくとも２つのＰＶモジュールを備え、各ＰＶモジュールがＰＶデバイスおよびフレームを有する。ＰＶデバイスは、ＰＶ積層体を含む。フレームは、ＰＶ積層体に取着されており、ＰＶ積層体の周囲を取り囲むように形成されていて、一体構造が形成されている。また、フレームはアームを含み、アームには、設置面に対してＰＶ積層体を傾斜させるための、設置面に対して載置される平坦な支持面が形成されている。支持面およびＰＶ積層体は、平坦な屋上に非貫通方式で設置されると傾斜構成を実現するべく、互いに平行にならないように構成される。出荷に適したキットの状態では、フレームが担持するアームに邪魔されることなく、第１のＰＶモジュールのフレームを第２のＰＶモジュールのフレームの上に入れ子状に配置する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本開示の原理に係る太陽光発電モジュールを示す上面背面斜視図である。
【００１５】
【図１Ｂ】図１Ａの太陽光発電モジュールを示す展開図である。
【００１６】
【図２】図１Ａに示す太陽光発電モジュールが設置面に置かれている様子を示す側面図である。
【００１７】
【図３Ａ】図１Ａおよび図１Ｂの太陽光発電モジュールで利用されるフレームの一部分を外側から見た様子を示す斜視図である。
【００１８】
【図３Ｂ】図３Ａに示すフレームの一部分を内側から見た様子を示す平面図である。
【００１９】
【図３Ｃ】図３Ａおよび図３Ｂに示すフレームの一部分のさらに一部分を示す拡大斜視図である。
【００２０】
【図３Ｄ】図３Ａおよび図３Ｂに示すフレームの一部分を示す簡略断面図である。
【００２１】
【図３Ｅ】図３Ｄに示すフレームの一部分に太陽光発電積層体を取着する様子を示す図である。
【００２２】
【図４Ａ】取着前の図１Ｂに示すフレームの一部分を外側から見た様子を示す斜視図である。
【００２３】
【図４Ｂ】図４Ａに示すフレームの一部分を内側から見た様子を示す斜視図である。
【００２４】
【図５】対応する配線と共に、図１Ａの太陽光発電モジュールを示す側面図である。
【００２５】
【図６】図１Ａに示す太陽光発電モジュールの一部分を内側から見た様子を示す立面斜視図である。
【００２６】
【図７】本開示の原理に係る太陽光発電モジュールアレイの一部分を示す上面斜視図である。
【００２７】
【図８】図７の太陽光発電モジュールアレイを示す側面図である。
【００２８】
【図９】図７の太陽光発電モジュールアレイを示す上面図である。
【００２９】
【図１０】図１Ａに示す太陽光発電モジュールを複数積層させた積層システムを示す背面斜視図である。
【００３０】
【図１１】風向偏向部材を備える本開示に係る太陽光発電モジュールを複数積層させた様子を示す背面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本開示の原理の一実施形態に係る太陽光発電（ＰＶ）モジュール２０を図１Ａおよび図１Ｂに示す。ＰＶモジュール２０は、ＰＶデバイス２２（総称）およびフレーム２４を備える。さまざまな構成要素を詳細に以下で説明する。ＰＶデバイス２２は、ＰＶ積層体２６を有しており、ＰＶ積層体２６の周囲はフレーム２４によって取り囲まれている。ここにおいて、フレーム２４には、平坦な設置面（例えば、平坦な屋上）に対してＰＶ積層体２６を傾斜させて配向するための支持面が１以上設けられている。さらに、一部の実施形態によると、フレーム２４には、同様の構造を持つ１以上のＰＶモジュールに対してＰＶモジュール２０を取着することを容易にするための部分が形成されている。いずれにしても、フレーム２４およびＰＶ積層体２６は、互いに取着されて、一体構造となっている。このような構成によると、ＰＶモジュール２０は、非貫通方式で商業用ビルの屋上に設置することが非常に容易になり、ＰＶシステムアレイの一部として複数のＰＶモジュール２０を取着するために必要な追加部品の数が最小限に抑えられる。この結果、発送コストおよび処理コストを大幅に削減しつつも、例えば、設置プロセスに必要な労力、部品、事前準備等が大幅に簡略化される。ＰＶモジュール２０を略平坦な面（例えば、最大傾斜が２：１２）に設置する場合はどのような面であっても、例えば、商業用ビルの屋上、住宅の屋根、および地面に設置する場合でも効果が得られる。
【００３２】
ＰＶデバイス２２は、ＰＶ積層体２６を有し、太陽光発電デバイスとしての利用に適切なものとして現在公知の形態または今後開発される形態等多岐にわたる形態で実現されるとしてよい。ＰＶ積層体２６は、太陽電池アレイを有する。外部から保護する目的で、太陽電池の上方にガラス製の積層体を載置するとしてもよい。一部の実施形態によると、太陽電池は、裏面コンタクト型の太陽電池を含み、例えば、ＳｕｎＰｏｗｅｒ  Ｃｏｒｐ．社（米国、カリフォルニア州、サンノゼ）製のものを含む。例えば、裏面コンタクト型の太陽電池では、太陽光集光面積を大きくする目的で、外部の電気回路につながっている配線が太陽電池の裏面（つまり、設置された状態で、太陽照射面とは反対側の面）に結合されている。裏面コンタクト型の太陽電池は、米国特許第５，０５３，０８３号および第４，９２７，７７０号にも開示されている。両特許文献の内容は全て参照により本願に組み込まれる。他の種類の太陽電池もまた、本開示の利点を損なうことなく、利用し得る。例えば、太陽電池は、シリコン薄膜、非シリコンデバイス（例えば、第ＩＩＩ−Ｖ族のセル、例えば、ＧａＡｓ）等の薄膜技術を取り入れることができる。このため、図示はしていないが、一部の実施形態によると、ＰＶデバイス２２はＰＶ積層体２６以外にも１以上の構成要素、例えば、配線またはその他の電子部品を有するとしてよい。
【００３３】
細かい構成は別にして、ＰＶ積層体２６は、正面３０および外周３２（図１Ａおよび図１Ｂでは総称）を画定するものとして説明することができる。例えば、ＰＶデバイス２２に追加する構成要素（ある場合）は従来、ＰＶ積層体２６の裏面に、または、ＰＶ積層体２６の裏面に沿って配置されていた。尚、裏面は図１Ａおよび図１Ｂでは図示されていない。
【００３４】
上記の構成を持つものとしてＰＶデバイス２２、特に、ＰＶ積層体２６を理解すると、フレーム２４は、前方フレーム部材４０、後方フレーム部材４２、第１の側方フレーム部材４４、および、第２の側方フレーム部材４６を含む。以下で説明するように、フレーム２４には、屋上等の略平坦な面に対して所望の配向（例えば、傾斜させた配向）でＰＶ積層体２６を配置することを容易にする１以上の特徴が追加で設けられている。さらに説明するべく、非常に平坦で水平な面Ｓと相対的にＰＶモジュール２０を示す簡略図である図２を参照されたい。図２では隠れて図示されていないが、ＰＶ積層体２６の位置を、正面３０（図１Ａおよび図１Ｂを参照のこと）によって形成されるＰＶ積層体２６の平面ＰＰＶとして、概略的に示している。これを踏まえ、図２に示す配向によると、フレーム２４は、平坦面Ｓに対して勾配を持つように、または、傾斜するように角度θでＰＶ積層体２６を支持する。傾斜角θは、ＰＶ積層体の平面ＰＰＶと、平坦面Ｓの平面との間に形成される内角として定義され得る。これを踏まえると、フレーム２４は、１度から３０度の範囲内の傾斜角θでＰＶ積層体２６を支持するように構成されている。一部の実施形態では、傾斜角θの範囲は３度から７度であり、ほかの実施形態では傾斜角θは５度である。例えば、傾斜させて設置するＰＶ太陽光集光設備の場合、ＰＶ積層体２６は、（北半球で設置する場合）南向きまたは南方向に傾斜するように配置することが好ましい。通常はこのような配向で設置されることを考えると、前方フレーム部材４０を南フレーム部材と呼ぶこともでき、後方フレーム部材４２を北フレーム部材と呼ぶこともできる。図１Ａおよび図１Ｂに戻って、上記の方向で設置する場合、第１の側方フレーム部材４４を西フレーム部材と呼び、第２の側方部材４６を東フレーム部材と呼ぶとしてもよい。
【００３５】
フレーム部材４０−４６は、ＰＶ積層体２６の外周３２の周囲を取り囲むと共に所望の傾斜角θ（図２を参照のこと）を形成するのに適したさまざまな形態を取り得る。一部の実施形態によると、フレーム部材４０−４６は、それぞれ別個に形成された後に、互いに取着されると共にＰＶ積層体２６に取着されて、組み立てが完了すると一体構造となる。
【００３６】
一部の実施形態によると、フレーム部材４０−４６には、ＰＶ積層体２６への取着を容易にする部分が同様に形成されている。図３Ａおよび図３Ｂでは、このような部分の一例を第１の側方フレーム部材４４を参照して説明している。具体的には、第１の側方フレーム部材４４は通常、フレーム本体５０およびブラケットアセンブリ５２を有する。フレーム本体５０は、さまざまな形態または形状を取るとしてよいが、一部の実施形態によると図３Ａに示すように、断面がＩ型梁に類似している。いずれにしても、ブラケットアセンブリ５２は、フレーム本体５０から（図３Ａおよび図３Ｂに示す向きにおいて）上向きに突出しており、下面６２、上面６４、および端面６６を持つＣ字形ブラケット６０を含む。下面６２は、フレーム本体５０に近接して形成されており、上面６４は下面６２の反対側に形成されている。端面６６は下面６２と上面６４とを接続しており、これら３面によりＰＶ積層体２６（図１Ｂを参照のこと）が挿入され得るサイズのチャネル６８が画定されている。より具体的に説明すると、チャネル６８はＰＶ積層体２６の端縁が挿入され得る大きさとなっており、ＰＶ積層体２６を適切な接着剤を用いて取れないようにブラケット６０に固定または接着する。
【００３７】
下面６２と上面６４との間の距離は、ＰＶ積層体２６（図１Ｂを参照のこと）の高さまたは厚みの予定値よりも大きくするとしてよく、ブラケットアセンブリ５２にはさらに、一部の実施形態によると、互いから離間して設けられている複数の誘導部７０が形成されており、誘導部７０によって下面６２と上面６４との間の中央にＰＶ積層体２６が保持される。誘導部７０のうち１つを図３Ｃに詳細に示す。誘導部７０は、下面６２から突出している下側誘導タブ７２ａと、上面６４から突出している上側誘導タブ７２ｂとを含む。下側誘導タブ７２ａおよび上側誘導タブ７２ｂは、垂直方向に揃えられており、図３Ｄに示すように端面６６方向に延伸するに従って高さまたは厚みが大きくなっているとしてよい。このように、チャネル６８は、下側誘導タブ７２ａおよび上側誘導タブ７２ｂが設けられている領域において、開口端７４から端面６６に向かって高さが漸減している。
【００３８】
ブラケットアセンブリ５２は、下側誘導タブ７２ａおよび上側誘導タブ７２ｂの構成をＰＶ積層体２６の厚みの予定値に応じて決定することによって、ＰＶ積層体２６を素早く挿入することを可能とし、図３Ｅに示すようにブラケット６０に対してＰＶ積層体２６を所望の位置に配置して、後続の接着剤を用いた接着工程に備える。例えば、図３Ｅでは、ＰＶ積層体２６を簡略化して図示しており、ＰＶ積層体２６には、特に図示していないものの誘導部７０に合わせて形成されているさまざまな特徴があるとしてよい（例えば、ＰＶ積層体２６は、外周端に近づくにつれて厚みが漸減するとしてよい）。いずれにしても、ＰＶ積層体２６は、下側誘導タブ７２ａおよび上側誘導タブ７２ｂによって、チャネル６８内において面６２−６６からオフセットされた位置または離間した位置に保持されている。このようにオフセットされていることによって、適量の接着剤（不図示）を注入させて保持するためのチャネル６８内に十分な空間が得られる。接着剤は、例えば、ＲＴＶシリコーン接着剤であり、ＰＶ積層体２６をブラケット６０（特に、面６２−６６）に接着するためのものである。尚、ＰＶ積層体２６は、一部の実施形態によると、下面６２と上面６４との間の中央に配置されるとしてよい。
【００３９】
図３Ｂおよび図３Ｃに戻って説明を続けると、フレーム部材４０−４６（図１Ａを参照のこと）のうち１以上は上記以外にも、ＰＶ積層体２６の取着を容易にするための特徴を持つとしてよい。例えば、第１の側方フレーム部材４４を参照して説明すると、ブラケットアセンブリ５２はさらに、１以上のランプ部８０を含むとしてよい。ランプ部８０は、横方向に離間して（例えば、誘導部７０と位置合わせされて）設けられており、フレーム本体５０からブラケット６０の下面６２へと延在するランプ面８２を持つ。より具体的に説明すると、ランプ面８２は、下面６２から下向きに角度を持って延在しており、ＰＶ積層体２６（図３Ｄを参照のこと）をチャネル６８へと誘導する面を形成している。このように、ＰＶ積層体２６を取着する場合には、ランプ部８０のランプ面８２に沿ってＰＶ積層体２６の縁部を摺動させ、ランプ面８２によってＰＶ積層体２６を方向付けて、上述した下側誘導タブ７２ａ（図３Ｃを参照のこと）を介してチャネル６８へ入れる。これに代えて、フレーム２４へのＰＶ積層体２６の取着を容易にするべく多岐にわたるその他の構成を利用して、上述した特徴のうち１以上を省略するとしてもよい。
【００４０】
図１Ｂに戻って、フレーム部材４０−４６のうち一部または全ては、上述したように、Ｉ型梁（またはその他）の形状のフレーム本体５０および／またはブラケットアセンブリ５２（図３Ａを参照のこと）から構成されるとしてよい。また、一部の実施形態によると、フレーム部材４０−４６には、フレーム部材４０−４６同士をロバストに接続または取着することを容易にするためのコネクタフィッティングが設けられているとしてよい。例えば、前方フレーム部材４０および後方フレーム部材４２はそれぞれ、互いに対向する同一構造のオス型コネクタ１００、１０２（図１Ｂでは、後方フレーム部材４２のものを指し示す）を含み、側方フレーム部材４４、４６はそれぞれ、互いに対向する第１および第２のメス型コネクタ１０４、１０６（図１Ｂでは第１の側方フレーム部材４４のものを指し示す）を含むとしてよい。通常、メス型コネクタ１０４、１０６にはそれぞれ、オス型コネクタ１００、１０２のうち対応するものがプレスフィット方式で挿入される。フレーム部材４０−４６のそれぞれに対応付けられるコネクタの種類（つまり、オス型かメス型か）は、フレーム部材４０−４６同士の接続箇所においてオス−メスが接続される限りにおいて、変更するとしてよい（例えば、前方フレーム部材４０には２つのメス型コネクタが形成されるとしてもよいし、メス型コネクタおよびオス型コネクタが１つずつ形成されるとしてもよい）ことに注目されたい。
【００４１】
本開示で利用され得るオス型コネクタおよびメス型コネクタの一実施形態を図４Ａおよび図４Ｂに示す。具体的には、後方フレーム部材４２のオス型コネクタ１００および第１の側方フレーム部材４４のメス型コネクタ１０４を示す。同図に示すように、オス型コネクタ１００およびメス型コネクタ１０４は、形状が同じで、メス型コネクタ１０４には、オス型コネクタ１００が挿入されるレセプタクル１１０が形成されている。コネクタ１００、１０４の形状は通常、十字形であり、第１の部分１１２および第２の部分１１４（図４Ａのオス型コネクタ１００において指し示されている）を含む。第１の部分１１２および第２の部分１１４は、互いに略垂直になるように延伸しており、一部の実施形態では第２の部分１１４が第１の部分１１２を二分割している。フレーム２４の内部（つまり、ＰＶ積層体２６（図１Ａを参照のこと）の位置）に対するフレーム部材４２、４４の支持力を強化するべく、第２の部分１１４には、（第１の部分１１２に対して）縦長の内部延長部分１１６を形成する。また、一部の構成によると、少なくとも第２の部分１１４は、底部側端部１２０から自由端１２２へと向かうにつれて幅が漸減している。言い換えると、第２の部分１１４の寸法を水平方向で見ると、底部側端部１２０の方が自由端１２２よりも大きい。オス型コネクタ１００は、このようなテーパー状構成によると、メス型コネクタ１０４または１０６が対応する形状を持つので、メス型コネクタ１０４のレセプタクル１１０に容易に挿入可能である。オス型コネクタ１００をレセプタクル１１０に押し込んでいくと（および／または、レセプタクル１１０をオス型コネクタ１００に押し込んでいくと）、テーパー状プレスフィット結合が形成され、オス型コネクタ１００は摩擦力によってメス型コネクタ１０４内に係止される。
【００４２】
図１Ａおよび図１Ｂに戻って、フレーム２４の構成は、フレーム部材４０−４６同士をロバストに取着することを容易にする別の構成としてもよい。しかし、フレーム部材４０−４６をＰＶ積層体２６に（接着剤を用いて）取着すると同時にフレーム部材４０同士を（例えば、コネクタ１００−１０６を用いて）取着する実施形態では少なくとも、ＰＶ積層体２６およびフレーム２４が一体構造となっており、フレーム部材４０−４６は完全にＰＶ積層体２６を「捕らえている」。本明細書で「一体構造」と言及する場合、ロバスト且つ不変の組み立て体（アセンブリ）を意味し、フレーム２４をＰＶ積層体２６から取り外す場合には、フレーム部材４０−４６のうち少なくとも１つを破壊しなければならない。上記の構成によると、フレーム２４とＰＶ積層体２６との取着を完全に行う際に部品を追加する必要も特別な道具を用いる必要もないことに注目されたい。この結果、設置者は設置場所において各ＰＶモジュールを「完成」させるために各部品を取着する必要がないので、設置時間が大幅に短縮される。
【００４３】
一部の実施形態によると、上述したフレーム部材４０−４６に加えて、フレーム２４はさらに、１以上のアームを含む。アームによって、設置面に対してＰＶ積層体２６を所望の向きに配向すること、および、２つ以上のＰＶモジュール２０を互いに取着させることが容易になる。例えば、一部の実施形態によると、フレーム２４は、第１のアーム１３０、第２のアーム１３２、第３のアーム１３４、および、第４のアーム１３６を有する。アーム１３０−１３６は、フレーム部材４０−４６のうちいずれのフレーム部材によって形成されるとしてもよく、または、いずれのフレーム部材と対応付けられているとしてもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示す構成によると、例えば、第１および第３のアーム１３０、１３４が第１の側方フレーム部材４４の延長部分として（または、第１の側方フレーム部材４４に）互いに対向するように形成されており、第２および第４のアーム１３２、１３６は、第２の側方フレーム部材４６の延長部分として（または、第２の側方フレーム部材４６に）互いに対向するように形成されている。フレーム２４の組み立てが完了すると、図１Ａに示すように、第１および第２のアーム１３０、１３２は、長手方向において前方フレーム部材４０を（例えば、前方に）超えて突出または延伸しており、第３および第４のアーム１３４、１３６は、長手方向において後方フレーム部材４２を（例えば、後方に）超えて突出または延伸している。
【００４４】
第１および第２のアーム１３０、１３２は、構造が同一であってよく、フレーム２４の組み立てが完了すると鏡像を成す。これを踏まえて、図１Ｂは、側壁１４０およびフランジ１４２を含む第１のアーム１３０を示す。フランジ１４２は、側壁１４０の外周に沿って側壁１４０から内向きに突出している。フランジ１４２は実質的に、第１のアーム１３０の全幅を画定している。さらに、側壁１４０に対するフランジ１４２の延伸部分には、以下に説明するように第２のＰＶモジュール２０のアーム（不図示）への取着を容易にするように構成されている取着領域１４４が形成されている。取着領域１４４には、側壁１４０を貫通する穴１４６が設けられている。いずれにしても、取着領域１４４は、第１の側方フレーム部材４４だけでなく、前方フレーム部材４０を長手方向に超えた（または、フレーム部材４４および４０から離間している）箇所に形成されている。この位置関係は図５に最も分かりやすく示されている。図５は、前方フレーム部材４０（総称）と相対的に第２のアーム１３２の取着領域１４４を示している。
【００４５】
第１および第２のアーム１３０、１３２のその他の任意の特徴をさらに図５を参照しつつ説明する。具体的には、図５に図示されている第２のアーム１３２について説明する。同図に示すように、第２のアーム１３２は、第２の側方フレーム部材４６（および、図５では概略を示す前方フレーム部材４０）から外向き且つ下向きに延伸している。より具体的には、第２のアーム１３２の前方（つまり、図５の向きでは左方向）延長部分は、前面１５０で終端している。前面１５０は（第１のアーム１３０（図１Ｂを参照のこと）の同じ面と共に）、フレーム２４、つまり、ＰＶモジュール２０の最前端となる。後述するように、この前方延長部分または前方延長寸法は、取着領域１４４の長手方向の位置と共に、２つのＰＶモジュール２０を端部同士で所望通りに取着させる際に、第４のアーム１３６（および第４のアーム１３６に形成されている取着領域）の寸法に応じて選択される。同様の関係は第１のアーム１３０（図１Ｂを参照のこと）と第３のアーム１３４（図１Ｂを参照のこと）との間にも見られると理解されたい（この場合も、２つのＰＶモジュール２０を端部同士で接続する）。
【００４６】
同様に、第２のアーム１３２の第２の側方フレーム部材４６からの下方延長部分は、底面１５２で終端している。底面１５２は（以下に詳述するが、第１のアーム１３０（図１Ｂを参照のこと）の同じ面、および、第３および第４のアーム１３４、１３６の面と共に）、フレーム２４の最下面となり、設置面においてＰＶモジュール２０が支持される支持面を形成する。より具体的に説明すると、第１および第２のアーム１３０、１３２の下方延長部分は、第３および第４のアーム１３４、１３６（より詳細に後述する）の寸法属性に応じて選択されて、全アームによって、上述したように平坦な設置面において所望に応じてＰＶ積層体２６を傾斜させて配向する共通の支持面（例えば、底面１５２を含む面）を形成または画定する。
【００４７】
図１Ｂに戻って、一部の実施形態によると、第３および第４のアーム１３４、１３６は、構造が同じで、フレーム２４の組み立てが完了すると互いに鏡像となる。これを踏まえて、第３のアーム１３４の特徴を図３Ａおよび図３Ｂに示す。第３のアーム１３４は、Ｌ字形状であってよく、肩部分１６０および足部分１６２を持つ。肩部分１６０は、第１の側方フレーム部材４４によって形成され、第１の側方フレーム部材４４を超えて第１の側方フレーム部材４４から下向きに延伸している。同図に示すように、肩部分１６０と第１の側方フレーム部材４４（特に、フレーム本体５０）との間の支持界面は、第１の側方フレーム部材４４の長手に沿って、第１の側方フレーム部材４４の後方端１６４に近接した位置に形成されている。ここにおいて、肩部分１６０の下方延長部分（および、以下に示す足部分１６２の位置）は、肩部分１６０の最も内側の面１６６が第１の側方フレーム部材４４の最も外側の面１６８より横方向にオフセットされるように構成される。つまり、第３のアーム１３４のうち、第１の側方フレーム部材４４から延伸している部分は全て、第１の側方フレーム部材４４の側方に離間させて配置されている。以下で明らかにする理由から、このように任意で配置することによって、２つのＰＶモジュール２０を側方で隣り合うように並べておいた場合に両者間に所望の間隙が設けられることになる。また、第３のアーム１３４（および第４のアーム１３６）の位置が横方向にオフセットされていることによって、例えば、出荷時および／または収納時は、複数のＰＶモジュール２０を入れ子状に重ねることが容易になる。同様に、図６が最も分かりやすいが、（第１の側方フレーム部材４４を超えて延伸している）肩部分１６０の最も内側の面１６６には溝１７０が形成されており、当該溝１７０によって入れ子状に重ねることが容易になる。
【００４８】
図３Ａおよび図３Ｂに戻って、足部分１６２は、肩部分１６０から後方に延伸しており、取着領域１８０、下面１８２、および、上面１８４が形成されている。取着領域１８０は、第１の側方フレーム部材４４から長手方向に離間した空間位置に（このため、図１Ａに示すように、組み立てが完了すると、後方フレーム部材４２から長手方向に離間した空間位置に）規定されている。より具体的に説明すると、肩部分１６０から足部分１６２が長手方向に延伸していることにより、取着領域１８０が、第１の側方フレーム部材４４だけでなく後方フレーム部材４２の後方の空間に配置される。足部分１６２の延長部分の寸法（特に、取着領域１８０の空間座標）は、上述したように、第１のアーム１３０の延長部分の寸法（特に、取着領域１４４（図１Ｂを参照のこと）の空間座標）に応じて決まる。これは、２つのＰＶモジュール２０を互いに取着させる際に、両者の端部同士の間に所望の間隙を設けるためである（第２のアーム１３２と第４のアーム１３６との間にも同じ関係が見られると理解されたい）。これを踏まえて、取着領域１８０には、内面１９２と外面１９４との間に延在する穴１９０が形成されている。
【００４９】
図５に戻って、下面１８２は、足部分１６２の長手方向に沿って略平坦であり、第２の側方フレーム部材４６から延伸している第４のアーム１３６を設けることによって、ＰＶ積層体２６（総称）を所望の向きに配向する（一部の実施形態によると、第３のアーム１３４（図３Ａおよび図３Ｂを参照のこと）は構造が同じであることを思い出していただきたい）。具体的には、下面１８２は、上述したようにＰＶモジュール支持面の一部を構成し、（フレーム部材４０−４６が空間内に保持している）ＰＶ積層体２６の平面ＰＰＶに対して平行でない平面ＰＡを形成している。また、下面１８２の平面ＰＡ（および、第３のアーム１３４の下面が形成している同じ平面）は、第２のアーム１３２の底面１５２（および、第１のアーム１３０（図１Ｂ）の同じ底面）と交差している。このため、アーム１３０−１３６によって、平坦な設置面に対して、ＰＶ積層体２６を所望の向きに傾斜させて空間内に配向することができる。
【００５０】
上述したように、肩部分１６０は、対応する側方フレーム部材４４、４６（例えば、図５では第２の側方フレーム部材４６）の長手方向に沿った所与の点から延伸している。これを踏まえて、足部分１６２の上面１８４は、第２の側方フレーム部材４６の下方（且つ後方フレーム部材４２の下方）に離間させて形成されている。このため、上面１８４、肩部分１６０、および、第２の側方フレーム部材４６によって、間隙２００が画定されている（図５では総称して示す）。間隙２００によって非常に便利な保護領域が得られ、当該保護領域に沿ってＰＶデバイス２２に対応付けられている配線２０２（例えば、東西配線）、および、アレイに含まれる他のＰＶモジュール２０の配線を、従来の構成では必要だった各ＰＶモジュールの下を通るように配線を位置決めする面倒な手順を経ることなく、配置することができる。ここにおいて、配線２０２は、上面１８４に載置することができると共に、上面１８４によって安全に保持され得る。
【００５１】
２つ以上のＰＶモジュール２０を互いに取着する際に上述したアーム構成がどのような有用性を持つかを図７を参照しつつ説明する。具体的には、図７は、本開示に応じた同じ構造を持つ４つのＰＶモジュール２０の関連部分を示す図であり、ＰＶモジュール２０ａ−２０ｄがアレイ２１０に取着されている。第１のＰＶモジュール２０ａおよび第２のＰＶモジュール２０ｂは端部同士で取着されており、第３のＰＶモジュール２０ｃおよび第４のモジュール２０ｄも同様である。さらに、第１のＰＶモジュール２０ａおよび第３のＰＶモジュール２０ｃは側方同士で取着されており、第２のＰＶモジュール２０ｂおよび第４のＰＶモジュール２０ｄも同様である。
【００５２】
第１のＰＶモジュール２０ａおよび第２のＰＶモジュール２０ｂを取着する場合には、第１のＰＶモジュール２０ａの第１のアーム１３０ａを第２のＰＶモジュール２０ｂの第３のアーム１３４ｂに取着し、第１のＰＶモジュール２０ａの第２のアーム１３２ａを第２のＰＶモジュール２０ｂの第４のアーム１３６ｂに取着する。第３のＰＶモジュール２０ｃの第１のアーム１３０ｃと第４のＰＶモジュール２０ｄの第３のアーム１３４ｄとの間、および、第２のアーム１３２ｃと第４のアーム１３６ｄとの間も同様に取着される。そして、第２のＰＶモジュール２０ｂの第４のアーム１３６ｂが、第３のＰＶモジュール２０ｃの第３のアーム１３４ｃに取着されている。
【００５３】
アーム同士（例えば、アーム１３０ａ／１３４ｂ）をより完璧に取着する場合、例えば、ボルト部２２２およびナット部２２４を有する結合デバイス２２０（総称）を利用するとしてもよい。より具体的に説明すると、対を成すＰＶモジュール２０（例えば、第１のＰＶモジュール２０ａおよび第２のＰＶモジュール２０ｂ）を端部同士が近接するように並べると、設置者は、対を成すアームの取着領域（例えば、第１のアーム１３０ａの取着領域１４４ａおよび第３のアーム１３４ｂの取着領域１８０ｂ（総称）を、当然の流れで、または、直感的に、穴１４６（図１Ｂ）および１９０（図３Ａ）に共にボルト２２２が挿入されるように並べる。また、アーム１３０−１３６は、第１のアーム１３０または第２のアーム１３２の底面１５２と、対応する第３のアーム１３４または第４のアーム１３６の下面１８２とが、揃うか、または、同一平面上になるように構成されている。例えば、さらに図８を参照して説明すると、第３のＰＶモジュール２０ｃの第２のアーム１３２ｃの底面１５２が、第４のＰＶモジュール２０ｄの第４のアーム１３６ｄの下面１８２と揃えられている。同様に、このような配置関係は、他のアームの取着界面でも見られ、例えば、アーム取着界面１３０ａ／１３４ｂ、１３２ａ／１３６ｂ、および１３０ｃ／１３４ｄにおいても見られる。このような構成によると、図７および図８に示すアレイ２１０では、ＰＶ積層体２６ａ−２６ｄは全て、略同一の傾斜角度で配向されている。アーム１３０−１３６の面１５２および１８２が同様の空間位置に配置されていることにより、アレイ２１０に含まれるＰＶモジュール２０の数に関わらず、そして、１つのＰＶモジュール２０に取着されているＰＶモジュール２０の数に関わらず（１つの独立したＰＶモジュール２０も含む）、単純な設置プロセスで、いずれのＰＶ積層体２６も所望通りに傾斜して配向させることができる。同様に、ＰＶモジュール２０同士を相互に接続することによって、屋上貫通部品または特別な道具を必要とすることなく、アレイ２１０を素早く屋上に設置することができる。
【００５４】
このように簡略化されたアレイ２１０は、本開示によってＰＶモジュールの設置が容易になったことを示す一例に過ぎない。本開示に係るＰＶモジュール２０の構成によれば、実質的にどのようなアレイ設置構成（例えば、略平坦な商業用建物の屋上において相互に取着するＰＶモジュール２０の数、および／または、アレイ全体の「形」または形状）も可能となる。所望のアレイのパラメータがどのように設定されても、ＰＶモジュール２０同士の取着は、上述のように単純且つ短時間に完了し、各ＰＶモジュール２０はアレイ内であればどの位置にでも配置できる。このように、ＰＶモジュール２０の構成は汎用性が高い。東西配線（またはその他の配線）は、上述のように取着された一列のＰＶモジュール２０の「下方」を通らせることができる（例えば、図５を参照のこと）。本開示に係るＰＶモジュール２０の特徴によれば、「ホームラン」配線（例えば、南北配線または東西配線）等、他の配線の位置決めも簡単且つ一貫して行うことができる。例えば、アレイ２１０の上面図である図９に示すように、ＰＶモジュール２０ａおよび２０ｃ、ならびに、ＰＶモジュール２０ｂおよび２０ｄは、互いに側方同士が隣り合わせになるように並べられることによって、ＰＶ積層体２６ａ−２６ｄについて長手間隙２３０を画定している。より具体的に説明すると、上述したように各ＰＶモジュール２０の第３のアーム１３４および第４のアーム１３４、１３６（例えば、図９に示すように、第２のＰＶモジュール２０ｂの第４のアーム１３６ｂおよび第４のＰＶモジュール２０ｄの第３のアーム１３４ｄ）が横方向にオフセットされていることによって、ＰＶモジュール２０同士を互いに側方に隣り合うように配置すると、長手間隙２３０が形成される。配線は、長手間隙２３０に沿って配置して、アーム１３４、１３６の上面１８４に置くことによって、屋上表面「より上方に」屋上表面から離して保持することができる。上記の構成によれば、東西配線および南北配線の両方に関して、各ＰＶモジュールの下方に配線を通すという時間のかかる面倒な手順を行う必要がなくなる。設置者は単に、アレイ２１０に沿ってまたはアレイ２１０の内部を歩いて、必要に応じて配線を置くだけでよく、ＰＶモジュール２０を持ち上げたり、および／または、ＰＶモジュール２０の下方に配線を通す必要はない。
【００５５】
上記から明らかであるが、本開示に係るＰＶモジュール２０によれば屋上設置プロセスが大幅に簡略化される。ＰＶソーラータイルアレイを傾斜させて非貫通方式で設置する際に必要となる現場での組み立て工程は、最小限に抑えられる。さらに、事前準備に関しても利点が得られる。ＰＶモジュール２０は実質的に「そのまま」（非貫通方式で）設置することができるので、設置について事前に計画する場合には、特定の設置箇所に必要と判断された数のＰＶモジュール２０を注文することが不可欠となる。従来の商業用建物の屋上に設置されるＰＶソーラータイルとは形式が違い、本開示に係るＰＶモジュール２０の設置者は、前もって設置補助部品の数および種類を推測してその推測が正しいものであること（および、実際に正しい部品が配達されること）を願う必要はない。実際には、各ＰＶモジュール２０は、ＰＶモジュール２０、標準的な数の結合デバイス２２０（図７を参照のこと）、および、任意で風向偏向部材を含むキットの状態で設置箇所に供給することができる。設置者は、このようにキットの状態で提供されると、設置すべきＰＶモジュール２０の数および／または所望のアレイの実際の「形状」に関係なく、ＰＶモジュールアレイを設置するために必要な部品を全て得る。設置箇所によってはさらに別の部品（例えば、バラスト）が必要となる場合も考えられるが、これらの部品については所望数の推測が（傾斜させて非貫通方式で屋上に設置される従来のＰＶソーラータイルのための設置補助部品に比べると）より容易であるので、本開示によれば事前の準備が大幅に簡略化される。また、ＰＶモジュール２０は、風向偏向部材および／またはバラストといった汎用部品の取着を容易にする特徴を任意で含むとしてよい。
【００５６】
本開示に係るＰＶモジュール２０の特徴としては、設置の簡略化および短時間化と共に、梱包および出荷の費用が大幅に削減されることが挙げられる。図１Ａおよび図１Ｂに戻って、一部の実施形態によると、フレーム２４は全体がプラスチック材料またはポリマー材料から形成されている。例えば、フレーム２４、特に、フレーム部材４０−４６およびアーム１３０−１３６は、型を用いて成形されたポリマー部品であってよく、例えば、射出成形されたＰＰＯ／ＰＳ（ポリフェニレン・オキサイド・コポリマー／ポリスチレン混合物）またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）であってよいが、ほかのポリマー材料または電気的絶縁材料も利用可能である。このようにして形成されるＰＶモジュール２０は軽量（例えば、３ｌｂｓ／ｆｔ２のオーダ）となるので、設置コストが比較的低く、屋上への負荷の懸念が小さくなる。また、本開示に係るＰＶモジュール２０は、金属製の骨組部および関連する設置部品を主要部品として利用していた従来のＰＶモジュール構成に比べると、任意でフレーム２４をプラスチック製として非導電性にしており、接地部品（および関連する設置手順）を追加する必要がない。しかし、これに代えて、フレーム２４の一部または全体を金属製としてもよい。
【００５７】
フレーム２４の材料が何であっても、複数の同一構造のＰＶモジュール２０は、設置箇所へ発送される際に小さくまとめることができる。一例として、図１０は、キットシステム２４０の一部として入れ子状に重ねられている３つの本開示に係るＰＶモジュール２０ｅ−２０ｇを示す。第１のＰＶモジュール２０ｅのフレーム部材４０ｅ−４６ｅは、対応する第２のＰＶモジュール２０ｆのフレーム部材４０ｆ−４６ｆ（尚、図１０では前方フレーム部材４０および第１の側方フレーム部材４４は隠れて見えないものと理解されたい）に当接しており、第２のＰＶモジュール２０ｆのフレーム部材４０ｆ−４６ｆと第３のＰＶモジュール２０ｇのフレーム部材４０ｇ−４６ｇとの間にも同様の配置関係が見られる。第３のアーム１３４および第４のアーム１３６が横方向にオフセットされて配置されているので、このように重ねることが容易になる。例えば、第１のＰＶモジュール２０ｅのフレーム２４ｅが第２のＰＶモジュール２０ｆのフレーム２０ｆに載置される際に、第１のＰＶモジュール２０ｅの第３のアーム１３４ｅおよび第４のアーム１３６ｅは、第２のＰＶモジュール２０ｆのフレーム２４ｆを「避けている」。図６を参照しつつ上述したように、第３のアーム１３４および第４のアーム１３６には溝１７０が設けられていることにより、ＰＶモジュール２０ｅ−２０ｇを入れ子状に重ねることがより容易になることに注目されたい。一例を挙げると、第２のＰＶモジュール２０ｆの第４のアーム１３６ｆの肩部分１６０は、第１のＰＶモジュール２０ｅの第４のアーム１３４ｅの溝１７０（図１０では隠れて見えない）に、摺動により挿入される。このため、本開示に係るＰＶモジュール２０は、発送の際には高密度に密接させて重ねることが出来るので、発送（および関連して梱包の）無駄およびコストが大幅に削減される。尚、図１１に示すように、風向偏向部材２５０等の部品を追加した場合でも発送の際には上述したのと同様に入れ子状に、または、重ねて配置することができる点に注目されたい。より具体的に説明すると、風向偏向部材２５０は、キットシステムで望ましい積層状態の邪魔にならないように、後方フレーム部材４２と第３／第４のアーム１３４／１３６との間に延在するようにＰＶモジュール２０ｅ−２０ｇに取り付けられている（例えば、風向偏向部材２５０ｅは、第１のＰＶモジュール２０ｅの後方フレーム部材４２ｅおよび第３／第４のアーム１３４ｅ／１３６ｅに取り付けられている）。
【００５８】
本開示に係るＰＶモジュールによれば、従来の構成に比べて、大きな改善点が見られる。本開示に係るフレームの構成によれば、ＰＶ積層体を所望に応じて傾斜して配向させつつ、平坦な商業用建物の屋上にＰＶモジュールアレイを非貫通方式で設置するプロセスを簡略化および短時間化することができる。また、フレームおよびＰＶデバイス（特にＰＶ積層体）を一体構造とすることによって、従来では可能でなかった方法によって、発注、出荷、および、取扱の手間および費用が大幅に削減される。要約すると、本開示に係るＰＶモジュールは、ＰＶソーラータイルを非貫通方式で傾斜させて設置する従来の方法の問題の全てではないが大半を解決するものであり、環境に優しいエネルギー技術である太陽光発電技術の市販の可能性を高めることができる。
【００５９】
好ましい実施形態を参照しつつ本開示を説明してきたが、当業者であれば、本開示の思想および範囲から逸脱することなく、形態および細部を変更し得るものと認めるであろう。例えば、フレームには４つのアームを設けると説明したが、他の実施形態では、アームの数を増減させるとしてもよい。同様に、所与のフレーム部材（例えば、側方フレーム部材）の一部として形成されるものとしてさまざまなアームを説明したが、他の実施形態によると、アームのうち１以上を他のフレーム部材から突出するもの（または、他のフレーム部材の一部）として構成してもよい。
【図１Ａ】
0005628162.tif 000002
【図１Ｂ】
0005628162.tif 000003
【図２】
0005628162.tif 000004
【図３Ａ】
0005628162.tif 000005
【図３Ｂ】
0005628162.tif 000006
【図３Ｃ】
0005628162.tif 000007
【図３Ｄ】
0005628162.tif 000008
【図３Ｅ】
0005628162.tif 000009
【図４Ａ】
0005628162.tif 000010
【図４Ｂ】
0005628162.tif 000011
【図５】
0005628162.tif 000012
【図６】
0005628162.tif 000013
【図７】
0005628162.tif 000014
【図８】
0005628162.tif 000015
【図９】
0005628162.tif 000016
【図１０】
0005628162.tif 000017
【図１１】
0005628162.tif 000018