(57)【要約】【課題】本発明の樹脂フレーム太陽電池は、軽量で架台への取り付けが容易な太陽電池モジュール、および安価で高品質な樹脂フレーム太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】太陽電池パネル１と、前記太陽電池パネルの外周部を気密にシールしてなる樹脂フレームとからなる樹脂フレーム太陽電池モジュールとし、前記樹脂フレームは、フレーム本体２と、電極端子と、架台に設置可能な取り付け部とから構成される樹脂フレーム太陽電池とした。また、この樹脂フレーム太陽電池をインサート成形で製造した。【選択図】図１
2014236046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの外周部を気密にシールしてなる樹脂フレームとからなる樹脂フレーム太陽電池モジュールであって、
前記樹脂フレームは、フレーム本体と、電極端子と、取り付け部とから構成されており、
前記取り付け部は、ヒンジで連結され前記ヒンジにより開閉するとともに互いに協働して取り付け対象に脱着可能な取り付け固定部と取り付け可動部と、前記フレーム本体と前記取り付け固定部とを結合するフレーム支持脚から構成され、
前記取り付け固定部と前記取り付け可動部が閉じたとき互いに嵌合してこれらを固定する嵌合溝と嵌合突起とが前記取り付け固定部と前記取り付け可動部とに形成されていることを特徴とする樹脂フレーム太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記電極端子は、前記太陽電池パネルを構成する太陽電池のインターコネクターと電線を介して電気的に結合されたプラグ電極と、外部ソケットに嵌合することにより前記外部ソケットのソケット電極と前記プラグ電極とを電気的に結合する電極プラグとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂フレーム太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池パネルは、１つまたは複数の太陽電池とこれら太陽電池からの電力を電気的に連結して外部に取り出すインターコネクターとを、透明な充填剤を介してガラス基板からなるサーフェイスカバーと樹脂基板からなるバックカバーとで挟持して構成されており、
前記インターコネクターからの電力を取り出す少なくとも１対の端子電極と、前記端子電極を保護する端子プラグとが前記太陽電池パネルの端部に形成されており、
前記フレーム本体は、前記太陽電池パネルの端部および前記端子プラグの表面を気密に被覆して前記太陽電池パネルの内部を外部環境から保護していることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂フレーム太陽電池モジュール。
【請求項４】
太陽電池パネルを樹脂フレーム成形型中に配した状態で前記樹脂フレーム成形型を閉じ、樹脂を前記樹脂フレーム成形型中に射出して樹脂フレームを成形するインサート射出成形により樹脂フレーム太陽電池モジュールを製造することを特徴とする樹脂フレーム太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フレームを樹脂で形成した太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池モジュールの構造としては、大きく分類してスーパーストレート型、ガラスパッケージ型、およびサンドイッチ型に分けることができる。
【０００３】
図３にスーパーストレート型太陽電池モジュールの一般的な構造を模式的に示す。図３において、１００はサーフェイスカバー、１０１は充填剤、１０２は太陽電池、１０３はバックカバー、１０４はインターコネクター、１０５は封止剤、１０６はアルミニウムフレーム、１０７は出力端子、１０８は端子箱である。スーパーストレート型は、シリコン太陽電池に現在最も多く使われている構造で、図３から明らかなように、複数の太陽電池１０２を、充填剤１０１を介してサーフェイスカバー１００とバックカバー１０３でサンドイッチした構造となっている。
【０００４】
サーフェイスカバー１００としては、強化ガラスなどの透明で高強度な材料が用いられている。また、バックカバー１０３としては、ポリエチレンテレフタレートやフッ素樹脂フィルムなどの耐候性に優れたフィルム材料が用いられている。これらのサーフェイスカバー１００とバックカバー１０３とは、太陽電池１０２、インターコネクター１０４を、充填剤１０１を介してラミネートしている。充填剤１０１としては、透明度が高く耐候性に優れたＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）などが用いられている。
【０００５】
このようにしてサーフェイスカバー１００とバックカバー１０３で太陽電池１０２等を封入して作製した太陽電池パネルにおいては、その外周部から水分などが含浸して太陽電池１０２の特性劣化やインターコネクターの絶縁不良などを引き起こさないように、ブチルゴムなどのゴム系材料が用いられて、その外周部がシールされている。そして、その外部がアルミニウムフレーム１０６で機械的に保護されている（特許文献５）。
【０００６】
アルミニウムフレーム１０６は、複数の部品から形成されており（特許文献４）、太陽電池パネルの外周を機械的に保護するだけでなく、このアルミニウムフレーム１０６を太陽電池パネルに取り付けて構成した太陽電池モジュールを、架台や屋根に取り付けるために用いられる。具体的には、このアルミニウムフレーム１０６には、取り付けのためのネジ穴が設けられていたり、アルミニウムフレーム１０６は、取り付けのための支持材となっていたりしている（特許文献２、３）。
【０００７】
このアルミニウムフレーム１０６と出力端子１０７あるいは端子箱１０８との間で絶縁不良が発生しないように、これらの間で確実な絶縁が取れるような構造も工夫されている（特許文献６）。
【０００８】
この方式の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池１０２としては、現段階では単結晶シリコンや多結晶シリコンなどのシリコン系太陽電池が用いられているが、太陽電池としてはシリコン系の材料を用いた太陽電池に制限されるものではない。
【０００９】
このようにして構成された太陽電池を用いて、農業と太陽光発電とを両立させるため、支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備を用いて農作物を栽培する技術としてのソーラーシェアリングの開発が進められている。このソーラーシェアリングは、農地の上にヤグラ架台に乗せられて構成されており、適切な光量の太陽光が農作物に照射されたり、軽量な構造で風や雪などに対しても対応できるような構造となったりしている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７７０３８号公報
【特許文献２】特開０８−０７０１３２号公報
【特許文献３】特開０９−１６７８５２号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７０５４７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１９９１４７号公報
【特許文献６】特開２００３−２８２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の太陽電池モジュールを用いてソーラーシェアリングを実現しようとすると、重量のあるアルミニウムフレームを用いているため、ヤグラ架台を農地の上に設置してこの太陽電池モジュールを取り付けようとすると高強度のヤグラ架台を用いなければならず、設置に手間がかかり高価になる。
【００１２】
また、従来の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池パネルの外周部をシール材で保護したり、その外部にアルミニウムフレームを取り付けるためにアルミニウムフレームを組み立てたりしなければならず、製造組立工数が多くなり高価になる。
【００１３】
さらにまた、太陽電池パネルの出力端子などの導電部分とアルミニウムフレームとの間で絶縁不良が発生しないようにするために、絶縁構造を設けるなどの工夫をしなければならず、絶縁検査などの品質管理項目が増えると同時に高価になる。
【００１４】
そして、アルミフレームを用いているために、ソーラーシェアリングで用いる場合には、ヤグラ架台に簡便に取り付けることができないという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの外周部を気密にシールしてなる樹脂フレームとからなる樹脂フレーム太陽電池モジュールであって、前記樹脂フレームは、フレーム本体と、電極端子と、取り付け部とから構成されており、前記取り付け部は、ヒンジで連結され前記ヒンジにより開閉するとともに互いに協働して取り付け対象に脱着可能な取り付け固定部と取り付け可動部と、前記フレーム本体と前記取り付け固定部とを結合するフレーム支持脚から構成され、前記取り付け固定部と前記取り付け可動部が閉じたとき互いに嵌合してこれらを固定する嵌合溝と嵌合突起とが前記取り付け固定部と前記取り付け可動部とに形成されていることを特徴とする樹脂フレーム太陽電池モジュールに関する。
【００１６】
また、前記電極端子が、前記太陽電池パネルを構成する太陽電池のインターコネクターと電線を介して電気的に結合されたプラグ電極と、外部ソケットに嵌合することにより前記外部ソケットのソケット電極と前記プラグ電極とを電気的に結合する電極プラグとから構成されていることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記太陽電池パネルは、１つまたは複数の太陽電池とこれら太陽電池からの電力を電気的に連結して外部に取り出すインターコネクターとを、透明な充填剤を介してガラス基板からなるサーフェイスカバーと樹脂基板からなるバックカバーとで挟持して構成されており、前記インターコネクターからの電力を取り出す少なくとも１対の端子電極と、前記端子電極を保護する端子プラグとが前記太陽電池パネルの端部に形成されており、前記フレーム本体は、前記太陽電池パネルの端部および前記端子プラグの表面を気密に被覆して前記太陽電池パネルの内部を外部環境から保護していることが好ましい。
【００１８】
前記太陽電池パネルを樹脂フレーム成形型中に配した状態で前記樹脂フレーム成形型を閉じ、樹脂を前記樹脂フレーム成形型中に射出して前記樹脂フレームを成形するインサート射出成形により前記樹脂フレーム太陽電池モジュールを製造することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールは、フレームを樹脂フレームとすることにより軽量化をはかることが可能となり、ヤグラ架台への取り付けを容易にする取り付けヒンジを簡便に構成することを可能とし、ヤグラ架台を築いて農作物上に本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールを簡便に取り付けることを可能とし、ソーラーシェアリング等のヤグラ架台設置型で太陽電池モジュールを用いることを容易にするという効果を有する。
【００２０】
また、太陽電池パネルをインサートした状態で樹脂フレームを射出成形で形成することによって、組み立て工程なく簡単に本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールを構成することができる。またこのことによって樹脂フレームそのものをシールとして用いることができるようになり、さらに絶縁性能を向上させることができ、部品点数を削減すると同時に、耐候性や絶縁性能を向上させた太陽電池モジュールを安価に製造できる。
【００２１】
また、前記電極端子が、前記太陽電池パネルを構成する太陽電池のインターコネクターと電気的に接続された電線と電気的に結合されたプラグ電極と、外部ソケットに嵌合することにより前記外部ソケットのソケット電極と前記プラグ電極とを電気的に結合する電極プラグとから構成されていることを特徴とする樹脂フレーム太陽電池モジュールとすることにより、絶縁特性を向上させると同時に、他の太陽電池モジュールや電気機器への接続を容易にする。
【００２２】
さらに、前記太陽電池パネルは、１つまたは複数の太陽電池とこれら太陽電池からの光電力を電気的に連結して外部に取り出すインターコネクターとを、透明な充填剤を介してガラス基板からなるサーフェイスカバーと樹脂基板からなるバックカバーとで挟持して構成されており、前記インターコネクターからの電力を取り出す少なくとも１対の端子電極と、前記端子電極を保護する端子プラグとが前記太陽電池パネルの端部に形成されており、前記フレーム本体は、前記太陽電池パネルの端部および前記端子プラグの表面を気密に被覆して前記太陽電池パネルの内部を外部環境から保護していることを特徴とする樹脂フレーム太陽電池モジュールとすることにより、部品点数を削減し、安価で軽量の太陽電池モジュールを提供することが可能となる。
【００２３】
前記太陽電池パネルを樹脂フレーム成形型中に配した状態で前記樹脂フレーム成形型を閉じ、樹脂を前記樹脂フレーム成形型中に射出して前記樹脂フレームを成形するインサート射出成形によって前記樹脂フレーム太陽電池モジュールを製造することによって、前記太陽電池パネル外周部を、フレームを形成する樹脂でより気密にシールして前記樹脂フレーム太陽電池の長寿命化を実現することができ、さらに製造工程を簡略化してより安価な製品とすることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の樹脂フレーム太陽電池における構造の１例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の樹脂フレーム太陽電池における構造の１例を示す模式的断面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールの１例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の樹脂フレーム太陽電池の接続例を示す模式的斜視図である。
【図５】本発明の樹脂フレーム太陽電池の配置例を示す模式的斜視図である。
【図６】本発明の樹脂フレーム太陽電池の製造工程の１例を示す模式図であり、（ａ）は、太陽電池パネル１を金型５０、５１に設置する工程を示す模式図であり、（ｂ）は、成形工程を示す模式図であり、（ｃ）は、取り出し工程を示す模式図である。である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールを実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００２６】
図１と図２は、各々本発明の樹脂フレーム太陽電池における構造の１例を示す模式断面図であり、１は太陽電池パネル、２はフレーム本体、３は電極プラグ、４はフレーム支持脚、５は取り付け可動部、６はヒンジ、７は開閉スリット、８は取り付け固定部、９は第１の嵌合溝、１０は第１の嵌合突起、１１は第２の嵌合突起、１３はプラグ電極、１４は電線、１５はソケット、１６はケーブル電線、１７はケーブル電極、１８はケーブル、１９は取り付け孔、２０は太陽電池モジュール、２１はサーフェイスカバー、２２は充填剤、２３は太陽電池、２４はバックカバー、２５はインターコネクター、２６ａと２６ｂは端子プラグ、２７ａと２７ｂは端子電極である。
【００２７】
本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールの樹脂フレームは、フレーム本体２、電極プラグ３、フレーム支持脚４、取り付け可動部５、ヒンジ６、開閉スリット７、取り付け固定部８、第１の嵌合溝９、第１の嵌合突起１０、第２の嵌合突起１１、第２の嵌合溝１２とから構成されている。
【００２８】
フレーム本体２は、太陽電池モジュール１の周辺部に気密に取り付いており、この太陽電池モジュール１を外部環境の湿気やホコリ、およびコンタミから内部の太陽電池やその電極構造を保護している。さらに、フレーム本体２は、外部からの機械力が太陽電池パネル１の周辺部に悪影響を与えないように保護している。特に、サーフェイスカバーとして強化ガラスを用いる場合には、周辺部の特定の部分に集中して外部から機械衝撃力が印加されるとその部分から応力歪が開放されてサーフェイスカバー全体が破砕されてしまう場合があるので、これを防止するためのフレーム本体２が防止する役割は大きい。
【００２９】
さらにまた、フレーム本体２は、絶縁性の高い樹脂で形成されているために、太陽電池パネル１からのプラグ電極１３や電線１４などの電極構造が、外部の水分や導電体と接触して電気的な異常を起こすことを防止する役割をも有している。
【００３０】
フレーム本体を形成する樹脂としては、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリエステル、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性材料や、フェノール樹脂やポリウレタンなどの熱硬化性材料や、ニトリルゴムなどのゴム材料を用いることができる。
【００３１】
そして、フレーム本体２は、太陽電池パネルの周辺部に密着して取り付いているために、従来のアルミニウムフレームを用いる場合のように太陽電池パネルに取り付けるためにフレームを組み立てたり、取り付けのための特別な構造を設けたりする必要はない。
【００３２】
一方、フレーム本体２の内部には、太陽電池パネル１内部のインターコネクター２５に接続されている電線１４と、この電線１４に電気的に接続されているプラグ電極１３とが埋め込まれており、このプラグ電極１３は電極プラグ３と同軸上に配置されている。この電極プラグ３は、外部からのソケット１５と嵌合されて、ソケット１５内のケーブル電極１７は、プラグ電極１３に嵌合させられて、このプラグ電極１３と電気的に接続される。このケーブル電極１７には、ケーブル１８で被覆保護されたケーブル電線１６が電気的に接続されており、この他端に配された他の太陽電池モジュールやパワーコンディショナーや蓄電池などの電気装置に電気接続することができる。
【００３３】
図１の左側にはプラグ電極１３とケーブル電極１７を接続する前の状態を、右側にはプラグ電極１３とケーブル電極１７とを接続した後の状態を示している。
【００３４】
図１では、プラグ電極１３をメス、ケーブル電極１７をオスとして示したが、これらの関係は逆になっていても良い。また、これらプラグ電極１３とケーブル電極１７とは、互いに差し込まれて嵌合するようにしたが、互いにネジでねじ込まれたり、それ以外の一般に良く知られている接続方法で接続されたりしてもよい。
【００３５】
また、電極プラグ３およびプラグ電極１３としては、図２に示すように、あらかじめ端子電極２７ａや２７ｂを端子プラグ２６ａや２６ｂで被覆した状態のものをフレーム本体２に埋め込んでも良い。このとき、電極プラグ３の材料として、フレーム本体２で用いた樹脂よりも高い融点を有しその樹脂とは非固溶の材料を用いれば、図２に示すようなフレーム本体２とは分離した状態で端子プラグ２６ａ、２６ｂを形成することができ、この端子プラグ２６ａ、２６ｂそのものをプラグ電極として用いることができる。もちろん、端子プラグの材料として、セラミックスやガラスあるいは熱硬化性樹脂を用いることによって、同様の効果を実現することができる。
【００３６】
一方、端子プラグ２６ａと２６ｂの材料として、フレーム本体２を形成する材料と同一の材料を用いることにより、見掛け上、図１に示す構造と同一の構造とすることもできる。
【００３７】
さらに、図１と図２から分かるように、電極プラグや電極端子の取り出し位置は、本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールの下部や側部のいずれでもよく、図示していないが上部から取り出しても良い。
【００３８】
一方、フレーム本体２の下部には、フレーム支持脚４が取り付けられており、このフレーム支持脚４のフレーム本体２の反対側には、取り付け固定部８が形成されている。この取り付け固定部８には取り付け可動部５がヒンジ６を介して結合されている。これら取り付け固定部８とヒンジ６と取り付け可動部５とは、一体で形成してもよいし、各々別体で作られた後、ネジや溶着などの方法で結合されて形成されてもよい。
【００３９】
取り付け可動部５は、ヒンジ６を支点として自由に開閉できるようになっている。一方、取り付け固定部８のヒンジ６との逆側には第１の嵌合溝９と第１の嵌合突起１０とが形成されており、取り付け可動部５のヒンジ６との逆側には第２の嵌合突起１１と第２の嵌合溝１２とが形成されている。取り付け可動部５を閉じたとき、第１の嵌合溝９に第２の嵌合突起１１が嵌合し、第２の嵌合溝１２に第１の嵌合突起１０が嵌合して、取り付け可動部５が取り付け固定部８に結合する。
【００４０】
このように、取り付け可動部５が取り付け固定部８に取り付いた状態で、取り付け穴１９が形成される。図１や図２では、円柱状の支持棒に本発明の樹脂フレーム太陽電池モジュールを取り付ける場合を示しているため取り付け穴１９の形状は円形になっているが、各棒やその他の断面形状をした支持体に取り付ける場合には、取り付け穴１９の形状がこれら断面形状に相似な形状であるなど、それらに安定して取り付けるのに適した形状であるのが好ましい。
【００４１】
また、取り付け可動部５が閉じた状態で、取り付け固定部８と取り付け可動部５とがヒンジ６で結合されている間には隙間である開閉スリット７が形成されるようになっている。このように、開閉スリット７を設けることによって、この開閉スリット７の隙間の大きさと取り付け固定部８やヒンジ６や取り付け可動部５の弾性によって、図示していない支持棒への固定力を増強することができる。
【００４２】
図１と図２では、フレーム支持脚４の形成場所は、フレーム本体２の下部として示されているが、取り付ける対象物の構造に対応して、フレーム本体２の側部や上部であってもよい。
【００４３】
次に、太陽電池パネル１の構造を簡単に説明する。図２に示した太陽電池パネル１は、サーフェイスカバー２１、透明な充填剤２２、太陽電池２３、バックカバー２４、インターコネクター２５、端子プラグ２６ａと２６ｂ、端子電極２７ａと２７ｂで構成されている。サーフェイスカバー２１は、強化ガラスで作製されており、その軽量化を実現するためにガラス厚みを１．２ｍｍとした。これは、従来使用されてきた３．２ｍｍ厚の強化ガラスと比較して３７．５％の厚みであるため、その機械的強度である曲げ強度も３７．５％程度小さくなる。この機械強度の低下を補って太陽電池２３の破損等を防止するため、バックカバー２４として板厚２．５〜３．５ｍｍの樹脂プレートを用いた。この樹脂プレートの材料としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂などを用いた。これらの樹脂にガラスファイバーやカーボンファイバーなどのフィラーを混合したものを用いることによって、バックカバー２４として用いる樹脂プレートの強度を増すことが可能となり、サーフェイスカバー２１をより薄くすることが可能となる。なお、充填剤２２は透明でなくてもよい。
【００４４】
このようにして、サーフェイスカバー２１を薄くして、バックカバー２４として厚みのある樹脂プレートを用いることにより、弾性強度の低下を少なくして太陽電池パネル１の重さを軽量化することが可能となり、その結果太陽電池モジュールをも軽量化することが可能となる。
【００４５】
一方、太陽電池２３で発電された電力は、インターコネクター２５を経て端子電極２７ａ、２７ｂを通して外部に取り出される。この端子電極２７ａ、２７ｂは、端子プラグ２６ａ、２６ｂで絶縁保護されている。また、端子プラグ２６ａ、２６ｂは、樹脂製のフレーム本体２の内部に埋没して固定されている。樹脂製のフレーム本体２を後述するように、インサート成形で作製する場合には、端子プラグ２６ａ、２６ｂとフレーム本体２とを同一の材料とすることで実質的に一体化することができ、機械的特性や電気絶縁性などの特性を向上させることが可能となる。
【００４６】
図２では端子プラグ２６ａ、２６ｂと端子電極２７ａ、２７ｂとは、電極プラグを形成していないが、図１と同様の構造にして電極プラグとしても良い。
【００４７】
そして、フレーム本体２の下部からは、図１と同様に取り付け部が形成されている。
【００４８】
図４は、本発明の樹脂フレーム太陽電池の接続例を示す模式的断面図であり、３０はフレーム本体、３１は太陽電池、３２は取り付け部、３３ａは前方支柱、３３ｂは後方支柱、３４は電線である。フレーム本体３０と太陽電池３１と取り付け部３２とで構成された樹脂フレーム太陽電池は、取り付け部３２で前方支柱３３ａと後方支柱３３ｂとに取り付けられて固定されている。図４に示した例においては、後方支柱３３ｂは前方支柱３３ａよりも高い位置に設置されており、そのため樹脂フレーム太陽電池は傾斜して取り付けられている。このように樹脂フレーム太陽電池を傾斜させて取り付けて、南中太陽からの入射光が太陽電池３１に対して可能な限り垂直に入射するように傾斜させることによって、より高い発電効率を実現することができる。
【００４９】
このようにして、図４に示すように本発明の樹脂フレーム太陽電池を一列に並べた後、電線３４を用いてこれらの樹脂フレーム太陽電池を直列に接続して電気的に接続する。これら直列に接続した樹脂フレーム太陽電池をさらに横並べすることによって、全体として行列状に樹脂フレーム太陽電池を配列して用いる場合が多い。このとき、図１のように樹脂フレーム太陽電池に電極プラグ３を形成し、電線３４の先端をソケット形状とすることによって、これらの電気配線の接続が容易になる。また、このときの電線形状を同一仕様のものに統一することが容易になり、安価で高品質な接続用電線とすることができる。
【００５０】
図５は、本発明の樹脂フレーム太陽電池の配置例を示す模式的斜視図であり、４０は樹脂フレーム太陽電池、４１は取り付け部、４２は取り付け支柱、４３は横支柱、４４は縦支柱、４５は電力制御装置である。図５は、支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備、いわゆるソーラーシェアリングに本発明の樹脂フレーム太陽電池を適用した例である。この太陽光発電設備は、農地の上に支柱を立ててその上に太陽電池を配列することによって、農作物が発育するのに充分な太陽光照度（農作物によって異なるが、平均太陽光照度が光飽和点以上または補償点以上となるような太陽光照度）以上が農作物に照射されるように太陽電池に隙間を空けて配列して農作物を育成すると同時に、太陽光発電をも同時に行うものである。このようにして発電された電力は、電力会社の商用線に接続して売電されたり、農業用の電力として使用されたり、あるいはその両方の目的で使用されたりして利用される。
【００５１】
ソーラーシェアリングを構成する支柱は、取り付け支柱４２と横支柱４３とを地面の上に支える縦支柱４４とから構成される。また、取り付け支柱４２には、樹脂フレーム太陽電池４０が取り付け部４１によって取り付けられて配列されている。樹脂フレーム太陽電池は、従来の太陽電池に比較して軽量であるため、縦支柱４４の本数が少ない場合であっても、太陽電池の重量の全てを支えることが可能である。
【００５２】
図５に示す実施形態は、１０ｍ×１０ｍの横支柱を２．５ｍ間隔で配列した高さ３ｍの縦支柱で支える構造となっている。支柱としては、直径約５０ｍｍの鉄パイプを用いた。また、横支柱４３に連結された取り付け支柱４２には、１５行×８列の行列状に配列された重さ約４ｋｇの樹脂フレーム太陽電池が１２０枚取り付けられている。この太陽電池の総重量は、４８０ｋｇであり、従来のアルミニウムフレームを用いたものの約１／２の重量となっている。このような軽量のために縦支柱４４の使用本数を減らすことができ、支柱内でトラックターなどの農業機械を使った農作業を行うことが可能となる。縦支柱４４の間隔としては、最大で５ｍまで広げることが可能であることが分かっている。また、本発明の樹脂フレーム太陽電池は、軽量であると同時に脱着が簡便にできるために、高さ３ｍと高所であっても容易に取り付けることができる。
【００５３】
このように配列された樹脂フレーム太陽電池からの電力は、電力制御装置４５に集められ、用途に応じてＤ／Ａ変換および変圧をされて、商用線に接続されたり、農業作物生産や管理に用いられたりする。
【００５４】
次に、本発明の樹脂フレーム太陽電池の製造方法について説明する。図６は、本発明の樹脂フレーム太陽電池の製造工程の１例を示す模式図であり、５０は上金型、５１は下金型、５２はゲート、５３は太陽電池パネル、５４はキャビティー、５５は成形された樹脂フレームである。この製造工程は、（ａ）太陽電池パネルを金型に設置する工程、（ｂ）成形工程、（ｃ）取り出し工程とからなる。
【００５５】
図６に示した本発明の樹脂フレーム太陽電池の製造方法は、いわゆるインサート射出成形と呼ばれるものである。ここで説明する金型は、竪型射出成形機に用いる金型であって金型が上下に開閉するものであるが、金型を横方向に開閉する横型射出成形機においても工程は基本的に同一である。
【００５６】
まず、太陽電池パネルを金型に設置する工程（ａ）で太陽電池パネル５３を下金型５１に設置する。竪型射出成形機においては、通常に置くだけで良いが、横型射出成形機においては、所定の位置に太陽電池パネルを保持するためのロボットが必要となる。この状態で上金型５０を閉じて、（ｂ）に示すように樹脂を射出する空間であるキャビティー５４を形成する。このとき、上金型５０と下金型５１とをしっかりと合わせたときに、太陽電池パネル５３の上下面に上金型５０と下金型５１とが密接するようにこれらの金型は設計されている。上金型５０と下金型５１とが強く当たり過ぎると太陽電池パネル５３を破損してしまう。しかしながら、上金型５０と下金型５１とが十分に密着して太陽電池パネル５３に密接していない場合は、成形工程（ｂ）でゲート５２から樹脂を射出したときに樹脂がバリとなってはみ出してしまうために、成形後にこのバリを除去するような工程が必要となる。
【００５７】
成形に用いる樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、金型温度を射出樹脂温度よりも低い適切な温度に調節して溶融樹脂を冷却して適切に硬化させる。一方、成形に用いる樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、射出樹脂を金型の中で硬化温度以上に加熱して硬化する。
【００５８】
このようにして、キャビティー５４の中で樹脂が硬化した後、取り出し工程（ｃ）に示したように、上金型５０を下金型５１から開いて、太陽電池パネル５３の周縁に樹脂フレーム５５が形成された本発明の樹脂フレーム太陽電池を取り出して製造が完了する。
【符号の説明】
【００５９】
１  太陽電池パネル、２  フレーム本体、３  電極プラグ、４  フレーム支持脚、５  取り付け可動部、６  ヒンジ、７  開閉スリット、８  取り付け固定部、９  第１の嵌合溝、１０  第１の嵌合突起、１１  第２の嵌合突起、１２  第２の嵌合溝、１３  プラグ電極、１４  電線、１５  ソケット、１６  ケーブル電線、１７  ケーブル電極、１８  ケーブル、１９取り付け孔、２１  サーフェイスカバー、２２  充填剤、２３  太陽電池、２４  バックカバー、２５  インターコネクター、２６ａ、ｂ  端子プラグ、２７ａ、ｂ  端子電極、５０  固定金型、５１  移動金型、５２  ゲート、５３  太陽電池パネル、５４  成形空間、５５  樹脂フレーム
【図１】
2014236046.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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