(57)【要約】【課題】風等に対する耐荷重強度に優れた太陽電池アレイを提供すること。【解決手段】太陽電池アレイ１は、設置面と裏面との間に空間を設けて互いに隙間Ｇを空けて第１方向に配列された複数の太陽電池モジュール２と、該太陽電池モジュール２の裏面側に設けられており、前記空間内を隙間Ｇに向かって移動する空気の流れを隙間Ｇを通して表面側に誘導する誘導部材３とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面と裏面との間に空間を設けて互いに隙間を空けて第１方向に配列された複数の太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールの裏面側に設けられており、前記空間内を前記隙間に向かって移動する空気の流れを前記隙間を通して表面側に誘導する誘導部材とを備えた、太陽電池アレイ。
【請求項２】
前記太陽電池モジュールは、外周部にフレームを有しており、
前記誘導部材は、前記フレームに設けられている、請求項１に記載の太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記誘導部材は、前記フレームから前記空間側に突出した突出部を有する、請求項２に記載の太陽電池アレイ。
【請求項４】
前記フレームは、矩形状であるとともに、短辺が前記第１方向に沿うように配置されており、
前記誘導部材は、前記太陽電池モジュールの前記第１方向側に位置する前記フレームの長辺に設けられている、請求項２または請求項３に記載の太陽電池アレイ。
【請求項５】
前記突出部は、突出方向の途中で前記第１方向側に曲がっている、請求項４に記載の太陽電池アレイ。
【請求項６】
複数の前記太陽電池モジュールは、前記第１方向と直交する第２方向にも互いに隙間を空けて配列されており、
前記フレームは、矩形状であるとともに、長辺が前記第２方向に沿うように配置されており、
前記誘導部材は、前記太陽電池モジュールの前記第２方向側に位置する前記フレームの短辺に設けられている、請求項２または請求項３に記載の太陽電池アレイ。
【請求項７】
前記突出部は、突出方向の途中で前記第２方向側に曲がっている、請求項６に記載の太陽電池アレイ。
【請求項８】
前記フレームの長辺の部分は、前記表面側が曲面状である、請求項４または請求項６に記載の太陽電池アレイ。
【請求項９】
前記誘導部材は、前記隙間側に光の反射面を有する、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池装置は、複数の太陽電池モジュールを連結してなる太陽電池アレイが架台等に載置されることによって構成されている。このような太陽電池装置は、屋外に設置されることが多いため、天候による影響を受けやすい。例えば、太陽電池モジュールの裏面に強風による風圧荷重がかかっても、太陽電池モジュールが浮き上がりにくくするために、整流部を設けた太陽電池モジュールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１２１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、大型の太陽電池モジュールを用いたメガソーラーシステムが建設されている。大型の太陽電池モジュールは、風等の空気の流れによる影響をより受けやすい。一方、太陽電池アレイは、設置面積当たりの発電電力を高めるべく、太陽電池モジュールが敷き詰められている。そのため、太陽電池モジュールの裏面に風が当たった場合、風の逃げ場がほとんどない。これにより、太陽電池モジュールにかかる風圧荷重が過度に大きくなり、太陽電池アレイから太陽電池モジュールが脱落する等の不具合が生じる可能性が高まる。
【０００５】
本発明の１つの目的は、風等に対する耐荷重性に優れた太陽電池アレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイは、設置面と裏面との間に空間を設けて互いに隙間を空けて第１方向に配列された複数の太陽電池モジュールを有している。さらに、本実施形態に係る太陽電池アレイは、前記太陽電池モジュールの裏面側に設けられており、前記空間内を前記隙間に向かって移動する空気の流れを前記隙間を通して表面側に誘導する誘導部材を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイによれば、風等に対する耐荷重強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示した斜視図である。
【図２】図１の太陽電池アレイの一部拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールを模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールの他の形態を模式的に示した斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールの他の形態を模式的に示した斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの太陽電池モジュールの他の形態を模式的に示した斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの誘導部材の他の形態を模式的に示した斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイにおける空気の流れの一例を模式的に示したものであり、図２のＡ−Ａ’断面に相当する断面模式図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示した斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示した斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示したものであり、図２のＡ−Ａ’断面に相当する断面模式図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示したものであり、図２のＡ−Ａ’断面に相当する断面模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを模式的に示したものであり、図２のＡ−Ａ’断面に相当する断面模式図である。
【図１５】誘導部材を架台に設けた実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の太陽電池アレイの実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。太陽電池アレイ１は、複数の太陽電池モジュール２を備えている。まず、太陽電池モジュール２の一例について説明する。
【００１０】
＜太陽電池モジュール＞
太陽電池モジュール２は、図１に示すように、透光性基板２１、発電部２２およびフレーム２３を備えている。
【００１１】
透光性部材２１は、発電部２２を保護するものであり、例えば、ガラス基板等で構成されている。
【００１２】
発電部２２は、太陽光を電気に変換する機能を有し、例えば、結晶系シリコン基板等で構成されている。このような発電部２２は、複数の結晶シリコン基板がインナーリード等で直列接続されて、マトリクス状に配される。そして、このような発電部２２は、受光面側および裏面側に配された充填材で封止されている。また、裏面側に位置する充填材には、保護用の裏面シートが設けられていてもよい。なお、発電部２２は、上述した結晶シリコン基板に限られない。例えば。アモルファスシリコン、ＣＩＳ（ＣＩＧＳ）系、ＣｄＴｅ系等の薄膜系の太陽電池で構成されていてもよい。
【００１３】
フレーム２３は、発電部２２を保護するものであり、発電部２２の外周に設けられている。フレーム２３は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料をロール成形加工等によって作製されている。また、フレーム２３は、太陽電池モジュール２の外縁形状に沿って継ぎ合わせて作製すればよい。フレーム２３は、発電部２２の外周部を保護できる形状であれば、特に限定されない。フレーム２３は、例えば、長方形などの矩形状であればよい。
【００１４】
＜太陽電池アレイ＞
太陽電池アレイ１は、複数の太陽電池モジュール２がボルト等で架台１０上に固定されている。架台１０は、例えば、長尺状の部材を組み合わせて構成されている。本実施形態では、地上または建物の屋根等の設置面上に基礎を固定し、複数の基礎間に長尺状の支持部材を掛け渡し、この支持部材上に縦レール部材および横レール部材を組み合わせて、Ｙ
方向に傾斜した架台１０を構成している。これにより、複数の太陽電池モジュール２は、図１に示すように、設置面と太陽電池モジュール２の裏面との間に空間を空けてＹ方向に配列される。このとき、太陽電池アレイ１における太陽電池モジュール２は、互いに隙間Ｇを空けて第１方向としての＋Ｙ方向に配列されている。
【００１５】
そして、太陽電池アレイ１の太陽電池モジュール２の裏面側には、図２に示すように、誘導部材３が取り付けられている。本実施形態において、誘導部材３は、図２および図３に示すように、太陽電池モジュール２（太陽電池モジュール２ａ、２ｂ）のフレーム２３に設けられている。
【００１６】
誘導部材３は、図３に示すように、太陽電池モジュールの裏面側（−Ｚ方向側）に位置する空間内を隙間Ｇに向かって移動する空気の流れを、隙間Ｇを通して太陽電池モジュールの表面側（＋Ｚ方向側）に誘導する機能を有している。これにより、太陽電池モジュール２の裏面（太陽電池アレイ１の裏面）に到達する風等の空気を隙間Ｇから太陽電池モジュールの表面側に逃がすことができる。その結果、太陽電池アレイ１の裏面に衝突する空気によって引き起こされる荷重（負圧荷重ともいう）に対する耐荷重性が向上する。また、本実施形態によれば、太陽電池モジュール２の表面側（太陽電池アレイ１の受光面となる表面）側に衝突するような風等を隙間Ｇを介して太陽電池モジュール２の裏面側の空間に逃がすこともできる。これにより、太陽電池アレイ１の表面に衝突する空気によって引き起こされる荷重（正圧荷重ともいう）に対する耐荷重性が向上する。
【００１７】
誘導部材３は、例えば、フレーム２３と接続される接合部３１と、−Ｚ方向側に突出する突出部３２を有している。このような誘導部材３は、例えば、図４に示すように、接合部３１に設けた貫通孔にネジ３３を挿入してフレーム２３に固定される。このように、誘導部材３を太陽電池モジュール２のフレーム２３に設ける形態であれば、太陽電池モジュール２の正圧、負圧またはねじれ等によって生じる荷重への耐荷重性が向上する。
【００１８】
また、誘導部材３は、図５に示すように、誘導部材３に突出部３２が接合部３１に対して傾斜するような構造であってもよい。これにより、隙間Ｇに向けて空気の流れを誘導しやすくなる。また、誘導部材３は、図６に示すように、太陽電池モジュール２の裏面側でフレーム２３と接合してもよい。これにより、太陽電池モジュール２の受光面側からの正圧荷重に対しての耐荷重性を向上させることができる。また、誘導部材３は、図７に示すように、フレーム２３の下端を延長して、フレーム２３と一体的に形成されたものであってもよい。このような形態であっても、太陽電池モジュールの耐荷重性が向上する。
【００１９】
一方、誘導部材３は、例えば、テープ状のアクリル系接着部材を接続部に設けてフレーム２３に貼り付けてもよい。一方で、エポキシ系やゴム系接着剤を接続部に塗布した後、誘導部材３をフレーム２３に接着固定してもよい。
【００２０】
誘導部材３は、例えば、図８に示すように、接合部３１の長手方向に沿って複数の突出部３２が設けられるような形態であってもよい。このとき、隣り合う突出部３２の間には、小さな隙間を設けている。これにより、この隙間からわずかな空気が漏れるため、誘導部材３にかかる風圧荷重の集中を緩和できる。また、誘導部材３は、図８に示すように、上記隙間よりも大きなスペースＳを設けてもよい。これにより、太陽電池モジュール２を架台１０に設置する際、レール部材とスペースＳが重なるようにフレーム２３を固定すれば、施工時における誘導部材３の破損の発生が低減される。
【００２１】
次に、誘導部材３の作用について図９を用いて説明する。なお、説明を簡単にするため太陽電池アレイ１の裏面に吹き付けるＺ方向の風の流れで説明する。
【００２２】
太陽電池アレイ１の裏面に衝突した風は、例えば、太陽電池モジュール２ａの誘導部材３ａおよび太陽電池モジュール２ａの誘導部材３ｂによって、風向きＷ１および風向きＷ２のように分断される。風向きＷ１の風は、誘導部材３ａ、３ｂの上記空間側に突出した突出部に衝突して隙間Ｇに向かって導かれやすくなる。これにより、風向きＷ１の風は、隙間Ｇを通って太陽電池アレイ１の表面側（受光面）に抜けて風向きＷ５として流れていく。
【００２３】
また、太陽電池モジュール２ｂの裏面側に位置する風向きＷ２の風は、誘導部材３ｂによって＋Ｙ方向への流れが遮られるため、太陽電池モジュール２ｂの裏面に沿って−Ｙ方向に流れる（風向きＷ３）。そして、風向きＷ３の風は、太陽電池モジュール２ａに設けられた誘導部材３ａによって、太陽電池モジュール２ａと太陽電池モジュール２ｂとの間に位置する隙間Ｇに向かうように導かれる。これにより、風向きＷ３の風は、隙間Ｇを通って太陽電池アレイ１の表面側（受光面）に抜けて風向きＷ５として流れていく。
【００２４】
一方、太陽電池モジュール２ａの裏面側に位置する風向きＷ２の風は、誘導部材３ａによって＋Ｙ方向への流れが遮られるため、太陽電池モジュール２ａの裏面に沿って−Ｙ方向に流れる（風向きＷ３）。そして、風向きＷ３の風は、太陽電池モジュール２ａの−Ｙ方向側の端部から太陽電池アレイ１の外に排出される（風向きＷ４）。
【００２５】
このように、本実施形態では、太陽電池モジュール２ａの裏面側の空間内における空気の流れを制御することによって、太陽電池モジュール２の裏面に作用する風圧荷重を分散して、太陽電池モジュール２の裏面における風圧荷重の集中を低減することができる。
【００２６】
また、本実施形態において、複数の太陽電池モジュール２は、図１および図２に示すように、フレーム２３が矩形状であるとともに、短辺が＋Ｙ方向に沿うように配置されている。このとき、誘導部材３は、太陽電池モジュール２の１対の長辺にそれぞれ設けられていなくてもよい。よって、本実施形態のように、誘導部材３は、太陽電池モジュール２の＋Ｙ方向側に位置するフレーム２３の長辺に設けられていればよい。このような形態であれば、１つのフレームの各長辺に誘導部材３を設けた構成よりも、太陽電池モジュール２の裏面に空気が溜まりにくくなる。なお、太陽電池アレイ１を傾斜させて設置する場合、設置する環境によっては風が地表側から吹き上げる場合もある。このような環境下であれば、誘導部材３は、太陽電池モジュール２の−Ｙ方向側に位置するフレーム２３の長辺に設けられるほうがよい。このように、誘導部材３は、太陽電池アレイ１の設置環境に応じて、フレーム２３の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側におけるいずれかの長辺に設ければよい。
【００２７】
また、誘導部材３は、図３に示すように、突出部３２が突出方向の途中で＋Ｙ方向側に曲がっているような形態であってもよい。これにより、太陽電池モジュール２の裏面側の空気を隙間Ｇに導きやすくなる。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイについて説明する。
【００２９】
太陽電池アレイ１は、図１０に示すように、押圧固定金具４０によってレール部材に太陽電池モジュール２を挟持して固定されていてもよい。このような押圧固定金具４０は、フレーム２３に対して部分的に設けられるため、誘導部材３によって誘導された空気を隙間Ｇから＋Ｚ方向側に排出できる。また、このような形態であれば、例えば、隣り合う太陽電池モジュール２ａおよび太陽電池モジュール２ｂを同時に固定できるため、太陽電池モジュール２の固定作業が容易になる。
【００３０】
太陽電池アレイ１において、太陽電池モジュール２は、図１１に示すように、第１方向
（＋Ｙ方向）と直交する第２方向としての＋Ｘ方向にも互いに隙間を設けて配列されていてもよい。このとき、太陽電池モジュール２は、矩形状のフレーム２３の長辺が＋Ｘ方向に沿うように配置されている。そして、図１１に示した太陽電池アレイ１では、太陽電池モジュール２の＋Ｘ方向側に位置するフレーム２３の短辺に誘導部材３が設けられている。これにより、太陽電池モジュール２の裏面側の空間に存在する空気が誘導部材３によって誘導されて隙間Ｇから太陽電池モジュール２の表面側に排出される。その結果、太陽電池アレイ１の風などの空気に対する耐荷重性が高まる。なお、本実施形態では、＋Ｙ方向に配列されている太陽電池モジュール２の短辺に接合された１つの誘導部材３を用いているが、この形態に限られない。例えば、誘導部材３は、各太陽電池モジュール２の＋Ｘ方向側のフレーム２３の短辺に設けられていてもよい。また、誘導部材３は、突出部３２が突出方向の途中で＋Ｘ方向側に曲がっているような形態であってもよい。これにより、太陽電池モジュール２の裏面側の空気を隙間Ｇに導きやすくなる。
【００３１】
また、太陽電池アレイ１において、互いに隙間を空けてマトリクス状に太陽電池モジュール２を配列する場合には、フレーム２３の短辺および長辺に誘導部材３を設けてもよい。これにより、太陽電池アレイ１の風などの空気に対する耐荷重性がより高まるとともに、フレーム２３の強度が高まる。
【００３２】
また、図１２および図１３に示すように、誘導部材３は、隙間Ｇ側の表面に光の反射面３４を設けてもよい。この反射面は、太陽光を効率的に反射できるよう、鏡面加工または反射コーティング等の表面加工が施されている。これにより、例えば、図１２に示すように、隙間Ｇから入射した太陽光が反射面３４で反射することによって、太陽電池モジュール２ｂの裏面に入射される。このとき、太陽電池モジュール２を両面受光型の太陽電池モジュールで構成すれば、発電電力を増加させることができる。また、図１３に示すように、太陽電池モジュール２ｂのフレーム２３の側面を反射面となる加工を施せば、隙間Ｇに対して斜めに進入する太陽光をフレーム２３の側面および誘導部材３の反射面３４で反射させた後、太陽電池モジュール２ｂの裏面に入射させることもできる。
【００３３】
また、太陽電池アレイ１は、図１４に示すように、太陽電池モジュール２ｂのフレーム２３の−Ｙ方向側の長辺の部分に、太陽電池モジュールの表面側が曲面状となるような曲面部２３ａを有していてもよい。このような形態であれば、隙間Ｇから排出される風の一部が曲面部２３ａの面に沿うように誘導されて太陽電池モジュール２ｂの透光性部材２１の表面に流される。このような風の流れによって、透光性部材２１の表面に残存する塵、埃または砂塵が太陽電池モジュール２の表面から飛散しやすくなる。その結果、太陽電池モジュール２の発電電力量が向上する。なお、本実施形態では、フレーム２３の一部を曲面としているが。このような形態に限られない。例えば、フレーム２３に曲面状のカバー設けてもよい。
【００３４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加えることができる。例えば、上記の実施形態では、誘導部材を太陽電池モジュールのフレームに取り付けた構成であったが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、誘導部材３は、図１５に示すように、太陽電池モジュール２の裏面側に位置する架台１０に設けられている。このとき、誘導部材３は、設置面と太陽電池モジュール２との間における空間内にある空気を隙間Ｇに向かって移動させるとともに、この隙間Ｇを通して太陽電池モジュール２の表面側に誘導するように、架台１０に配置されている。また、本実施形態における誘導部材３は、太陽電池モジュール２を支持するレール部材としての機能を兼ねていてもよい。これにより、レール部材の正圧荷重性を向上させるとともに部品点数が削減される。
【００３５】
なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、
矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１：太陽電池アレイ
２、２ａ、２ｂ：太陽電池モジュール
３：誘導部材
３１：接合部
３２：突出部
３３：ネジ
３４：反射面
１０：架台
２１：透光性部材
２２：発電部
２３：フレーム
２３ａ：曲面部
４０：押圧固定金具
Ｇ：隙間
Ｓ：スペース
Ｗ１〜Ｗ５：風向き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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