(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールを架台上に多数配置してなる太陽電池モジュール集合体であって、架台のコストを削減でき且つ施工費を一層低減できる太陽電池モジュール集合体を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール集合体Ｓは、平面形状が長方形のパネル状の太陽電池モジュール１を傾斜した架台上に面一に多数配置してなる。太陽電池モジュール１は、裏面の短辺部に端子箱２を取り付けて構成されており、短辺部が水上側および水下側となるように長辺部を傾斜させ、架台の傾斜方向に２枚を並べ且つ水平方向に２枚以上を並べて配列され、しかも、上段側の各モジュール１の端子箱２が水上側に位置し、下段側の各モジュール１の端子箱２が水下側に位置するように配列される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が長方形のパネル状の太陽電池モジュールを傾斜した架台上に面一に多数配置してなる太陽電池モジュール集合体であって、太陽電池モジュールは、裏面の短辺部に端子箱を取り付けて構成され、かつ、短辺部が水上側および水下側となるように長辺部を傾斜させ、架台の傾斜方向に２枚を並べ且つ水平方向に２枚以上を並べて配列され、しかも、上段側の各太陽電池モジュールの端子箱が水上側に位置し、下段側の各太陽電池モジュールの端子箱が水下側に位置するように配列されていることを特徴とする太陽電池モジュール集合体。
【請求項２】
太陽電池モジュールの背面と地表とのなす太陽電池モジュールの傾斜角度が５〜３０°であり、かつ、下段側の太陽電池モジュールの水下側の短辺部の設置場所表面からの高さが１０〜６０ｃｍである請求項１に記載の太陽電池モジュール集合体。
【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集合体に関するものであり、詳しくは、架台のコストを削減でき且つ施工費を一層低減できる太陽電池モジュール集合体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、光起電力効果により光を電力に変換する太陽電池セル（以下、適宜「セル」と略記する。）をシート状の基材の上に多数配列して例えば長方形の平板状に構成されている。そして、パネルとしての剛性を確保するため、基材の縁部を把持する窓枠状のフレームを外周部に配置している（特許文献１参照）。
【０００３】
昨今、多数枚の太陽電池モジュールを配置して１ＭＷ以上の発電を行う大規模太陽光発電システムが注目されている。斯かる太陽光発電システムは、所謂メガソーラーと称する太陽電池モジュール集合体であり、鉄骨製の架台を地上に設置し、その上に太陽電池モジュールを縦横に多数枚配列し、各モジュールの裏面側の端子箱（ジャンクションボックス）から伸長された出力ケーブルを電気的に順次接続することにより、高出力の発電を行うものである（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６９６０９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８１６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような太陽電池モジュール集合体においては、架台も大型化するが、架台の高さが高くなるに従いその重量が増加し、材料コストが増加する。また、高さによっては足場を設置しなければならず、工事費も増加する。従って、架台の高さを出来る限り低く設計することにより、架台材料を減らし、重量を低減することが好ましい。一方、架台を低くした場合には、各モジュール裏面側の端子箱同士の接続作業を行うのにモジュールの下側に潜り込めず、配線作業の効率が悪くなり、施工費を低減できないと言う問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールを架台上に多数配置してなる太陽電池モジュール集合体であって、架台のコストを削減でき且つ施工費を一層低減できる太陽電池モジュール集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、太陽電池モジュールの裏面の短辺部に端子箱を取り付けると共に、傾斜した架台上に多数の太陽電池モジュールを配置するに当たり、短辺部が水上側および水下側となるように長辺部を傾斜させ、架台の傾斜方向に２枚を並べ且つ水平方向に２枚以上を並べて配列することにより、上段側に配列された太陽電池モジュールの水上側の短辺部に位置する各端子箱を順次にケーブルで接続し、下段側に配列された太陽電池モジュールの水下側の短辺部に位置する各端子箱を順次にケーブルで接続し、これによって電気的に１つの集合体として各太陽電池モジュールを纏められるようにした。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、平面形状が長方形のパネル状の太陽電池モジュールを傾斜した架台上に面一に多数配置してなる太陽電池モジュール集合体であって、太陽電池モジュールは、裏面の短辺部に端子箱を取り付けて構成され、かつ、短辺部が水上側および水下側となるように長辺部を傾斜させ、架台の傾斜方向に２枚を並べ且つ水平方向に２枚以上を並べて配列され、しかも、上段側の各太陽電池モジュールの端子箱が水上側に位置し、下段側の各太陽電池モジュールの端子箱が水下側に位置するように配列されていることを特徴とする太陽電池モジュール集合体に存する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の太陽電池モジュール集合体によれば、架台の上に各太陽電池モジュールを設置した後、架台の下に潜り込む必要がなく、架台の外周側からの配線施工により、電気的に１つの集合体として各太陽電池モジュールを簡単に纏めることができるため、施工費を一層低減できる。そして、下段側に配列された太陽電池モジュールの水下側の短辺部と地表との間に手先を挿入するだけの高さを確保すれば配線施工できるため、架台を一層低く設計でき、従って、架台の材料コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュール集合体における太陽電池モジュールの配列を示す上面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図であり、本発明に係る太陽電池モジュール集合体における架台と太陽電池モジュールの配置を示す側面図である。
【図３】隣接する太陽電池モジュールを架台に固定するための中間押え金具の構造を示す斜視図である。
【図４】左右両端部の太陽電池モジュールを架台に固定するための端部押え金具の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る太陽電池モジュール集合体の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の太陽電池モジュール集合体（以下、「集合体」と略記する。）は、図１に符号Ｓで示すように、平面形状が長方形のパネル状の太陽電池モジュール（以下、「モジュール」と略記する。）１を傾斜した架台４（図２参照）の上に面一に多数配置して構成される。
【００１２】
モジュール１は、平面形状が長方形のシート状の基板の表面に多数の太陽電池セルを配列し、かつ、基板の外周部を金属製フレームで補強して構成される。太陽電池セルとしては、公知の各種のセル、例えば、各種の結晶シリコン型やアモルファスシリコン型のシリコン系セル、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ）、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系などの各種の化合物系セル、光電変換層に有機化合物を用いた有機系セル等が挙げられる。
【００１３】
通常、１つのセルは、基板の表面に第１電極、光電変換層、第２電極、透明保護層を積層して構成され、１枚のモジュール１においては、上記のようなセルが基板表面に１０〜１００個程度配列され、１つのセルの第１電極とこれに隣接するセルの第２電極とが順次に直列に接続されている。モジュール１は、表面に樹脂を積層することによりセルを絶縁、封止して構成される。モジュール１における積層構造は、例えば、基板の表面に絶縁材／封止材／セル／封止材／保護フィルムを順次に積層して構成される。
【００１４】
絶縁材としては、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、各種プラスティックフィルム等の熱可塑性オレフィン類からなる絶縁材が使用される。封止材としては、例えば、エチレン酢酸ビニール共重合（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、シリコーン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド共重合体、アイオノマー等が使用される。また、保護フィルムとしては、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体などの熱可塑性フッ素樹脂（ＥＴＦＥ）が使用される。
【００１５】
モジュール１は、多数枚配置するため、平面形状を長方形のパネル状に形成される。モジュール１の外形寸法は、例えば、幅が４００〜１２００ｍｍ程度、長さが１０００〜２０００ｍｍ程度、外周部のフレーム部分で厚さが１５〜５０ｍｍ程度である。本発明の集合体Ｓにおいては、後述するように配線施工を容易にするため、モジュール１は、その裏面の短辺部に端子箱（ジャンクションボックス）２を取り付けて構成される。端子箱２は、各セルの出力回路を束ねた端子を収容したボックスである。端子箱２の端子には、先端にカプラーが装着された陽極側および陰極側の一対のケーブル３が装着されている。
【００１６】
図２に示すように、集合体Ｓの架台４は、モジュール１を傾斜させた状態で支持する架台であり、金属製またはコンクリート製の基礎４０を前後左右に一定間隔で配置し、基礎４０に支柱４１を立設した後、前後の支柱４１，４１の上端部に梁４２を架渡し、梁４２の上に横桁４３を４〜６本（図面では４本）架渡して構成される。
【００１７】
具体的には、手前側（図２において左側）の基礎４０には、高さが１５〜３０ｃｍ程度の低い支柱４１が設置され、後方側（図２において右側）の基礎４０には、高さが２０〜９０ｃｍ程度の高い支柱４１が設置される。前後の支柱４１，４１の離間距離は、２００〜３００ｃｍ程度であり、図示しないが、左右の支柱４１，４１の離間距離は、２００〜３００ｃｍ程度である。コストを低減する観点から、例えば、支柱４１、梁４２はＬ型鋼や溝形鋼で構成され、横桁４３は角パイプや溝形鋼で構成される。また、架台４の剛性を高めるため、支柱４１と梁４２には、帯状の鋼材などからなる筋交い４４が架設される。なお、図３、図４に示すように、横桁４３には、後述する中間押え金具５及び端部押え金具６を装着するためのボルト挿通穴４３ｃが一定ピッチで設けられる。
【００１８】
集合体Ｓは、図２に示すように、架台４の横桁４３の上にモジュール１を配置して構成される。その場合、モジュール１は、図１及び図２に示すように、短辺部が水上側および水下側となるように長辺部を傾斜させ、架台４の傾斜方向、すなわち、梁４２の傾斜方向に２枚を並べ且つ水平方向（横方向）に２枚以上を並べて配列される。図１に示すように、水平方向（横方向）には、例えば７枚のモジュール１が配列される。しかも、本発明においては、配線施工を容易にするため、モジュール１は、上段側の各モジュール１の端子箱２が水上側に位置し、下段側の各モジュール１の端子箱２が水下側に位置するように配列される。
【００１９】
架台４（梁４２）の傾斜角度、すなわち、モジュール１の傾斜角度は、受光量を高める観点から一定の角度に設定される。具体的には、図２に示すように、モジュール１の背面と地表とのなすモジュール１の傾斜角度は５〜３０°の範囲で設定される。通常、非積雪地域の場合で５〜２０°、好ましくは約１０°、積雪地域の場合で２０〜３０°に設定される。そして、下段側のモジュール１（図１における下側の列のモジュール１）の水下側の短辺部の設置場所表面（例えば地表や屋上スラブ表面）からの高さ（図２においてモジュール１の左の端部の高さ）が１０〜６０ｃｍに設定される。
【００２０】
モジュール１の地表からの高さを上記のように規定する理由は次の通りである。すなわち、上記の短辺部の地表からの高さが１０ｃｍ未満の場合は、作業者が手先をモジュール１の裏面側に挿入し難く、前記の短辺部側に取り付けた端子箱２同士を接続する配線作業が困難になり、施工性が悪くなる。一方、上記の短辺部の地表からの高さが６０ｃｍを超えると、支柱４１が高くなるばかりか、風圧による影響を受けやすくなるため、架台４の強度を更に高める必要もあり、その結果、架台４の材料コストが高くなる。
【００２１】
集合体Ｓにおいては、施工性を更に高めるため、図１に示すように、各モジュール１は、架台４に対して、中間押え金具５及び端部押え金具６を使用して固定される。これらの金具としては、適宜の形状のものを使用できるが、例えば、中間押え金具５は、図３に示す構造を備えており、端部押え金具６は、図４に示す構造を備えている。
【００２２】
図３に示す中間押え金具５は、隣接するモジュール１，１の間に装着される金具であり、プレート５０、ボルト５４及びナット５５で構成される。プレート５０は、平面形状が略長方形の板状体であり、その各短辺部には、当該短辺部よりも短い幅で且つ下方に向けて張り出された差込み片５１が設けられている。プレート５０の中央には、ボルト５４を挿通するためのボルト挿通穴５０ｃが設けられ、プレート５０の各長辺部は、モジュール１の外周部のフレームを押さえつける押え部５２とされている。
【００２３】
中間押え金具５は、架台４の横桁４３のボルト挿通穴４３ｃに下方からボルト５４を挿通し、斯かるボルト５４に横桁４３の上方からプレート５０をあてがい且つボルト挿通穴５０ｃに相対的にボルト５４を挿通した後、ボルト５４にナット５５を螺着することにより、装着することができる。中間押え金具５を装着することにより、隣接するモジュール１，１の間に差込み片５１を差し込んでこれらモジュール間に一定幅の目地を構成でき且つプレート５０自体の周り止め機能を発揮させ、そして、押え部５２によりモジュール１，１の外周部（長辺部）のフレームを押さえつけて架台４に固定することができる。なお、図３に示すように、プレート５０には、補強用のリブ部が設けられていてもよい。
【００２４】
図４に示す端部押え金具６は、左右の両端側に位置するモジュール１，１の外側に装着される金具であり、プレート６０、ボルト６４及びナット６５で構成される。プレート６０は、板状体を下方へ向けて逆Ｌ字状に折曲げた構造を備え且つ上面部分の平面形状が略長方形に形成された金具であり、上面部分の各短辺部には、当該短辺部よりも短い幅で且つ下方に向けて張り出された掛止め片６１が設けられている。プレート６０の中央には、ボルト６４を挿通するためのボルト挿通穴６０ｃが設けられ、プレート６０の立ち下り部分は、架台４の横桁４３に突当てる突当て部６３とされ、プレート６０の上面部分の突当て部６３と反対側の長辺部は、モジュール１の外周部のフレームを押さえつける押え部６２とされている。
【００２５】
端部押え金具６は、架台４の横桁４３のボルト挿通穴４３ｃに下方からボルト６４を挿通し、斯かるボルト６４に横桁４３の上方からプレート６０をあてがい且つボルト挿通穴６０ｃに相対的にボルト６４を挿通した後、ボルト６４にナット６５を螺着することにより、装着することができる。端部押え金具６を装着することにより、モジュール１の外縁に掛止め片６１をあてがって当該モジュールの横ずれを規制でき、突当て部６３によりプレート６０自体の周り止め機能を発揮させ、そして、押え部６２によりモジュール１の外周部（長辺部）のフレームを押さえつけて架台４に固定することができる。なお、図４に示すように、プレート６０の上面部分および突当て部６３には、補強用のリブ部が設けられていてもよい。
【００２６】
本発明の集合体Ｓの施工においては、先ず、一定間隔で基礎４０を施工した後、基礎４０の上に支柱４１を建て込み、梁４２及び横桁４３を架渡し、筋交い４４を架渡すことにより架台４を構築する。次いで、架台４の左右一方の端部から順次にモジュール１を当該架台の上に配置してゆく。その際、上記の中間押え金具５及び端部押え金具６を使用し、各モジュール１の長辺部側のフレームを架台４の横桁４３に固定する。
【００２７】
すなわち、集合体Ｓの端部のモジュール１を配置する場合には、最初に端部押え金具６を横桁４３の端部に装着し、集合体Ｓの外側となるモジュール１の長辺部を固定した後、そのモジュール１の他方の長辺部側に中間押え金具５を仮固定し、次いで、２枚目のモジュール１を配置し、仮固定した中間押え金具５を締め付ける。同様にして順次にモジュール１を架台４に固定し、最後に集合体Ｓの他方の端部のモジュール１を端部押え金具６で固定する。
【００２８】
上記のようにして架台４に所要枚数のモジュール１を固定した後は、各モジュール１の端子箱２をケーブル３で結線する。ケーブル３の配線施工においては、左右に隣接するモジュール１，１の端子箱２からそれぞれ伸長された１組のケーブル３を使用して各モジュール１を直列接続する。その場合、本発明の集合体Ｓにおいては、上段側の各モジュール１の端子箱２が水上側に位置し、下段側の各モジュール１の端子箱２が水下側に位置するように配列されているため、例えば、最初に、水上側において各モジュール１の短辺部の裏側に手先を回して各ケーブル３を接続することができ、次いで、水下側において各モジュール１の短辺部の裏側に手先を挿入して各ケーブル３を接続することができる。なお、図１に示すように、一方の端部（図１の左側）に配置された上下段のモジュール１，１は、集合体Ｓの外側に相当するこれらモジュールの長辺部に沿わせて結線し、一方の端部（図１の右側）に配置されたモジュール１，１は、各端子箱２からターミナルへ結線する。
【００２９】
上記のように、本発明の集合体Ｓにおいては、架台４の上に各モジュール１を設置した後、架台４の下に潜り込む必要がなく、架台４の外周側からの配線施工により、電気的に１つの集合体として各モジュール１を簡単に纏めることができる。従って、設置作業を短縮化でき、施工費を一層低減できる。そして、本発明の集合体Ｓにおいては、下段側に配列されたモジュール１の水下側の短辺部と地表との間に手先を挿入するだけの高さを確保すれば配線施工できるため、架台４を一層低く設計でき、架台４の材料コストを削減することができる。
【００３０】
更に、本願発明の集合体Ｓは、当該集合体の外周側からケーブル３を取り外し、中間押え金具５や端部押え金具６を緩めるだけで、設置するのと同様に簡単にモジュール１を取り外すことができるため、保守管理が極めて容易である。本発明の集合体Ｓは、施工費および材料コストを大幅に削減でき、保守管理が容易であるため、殊に、１ＭＷ以上の発電を行うメガソーラーに好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ：太陽電池モジュール
２  ：端子箱
３  ：ケーブル
４  ：架台
４０：基礎
４１：支柱
４２：梁
４３：横桁
４３ｃ：ボルト挿通穴
４４：筋交い
５  ：中間押え金具
５０：プレート
５０ｃ：ボルト挿通穴
５１：差込み片
５２：押え部
５４：ボルト
５５：ナット
６  ：端部押え金具
６０：プレート
６０ｃ：ボルト挿通穴
６１：掛止め片
６２：押え部
６３：突当て部
６４：ボルト
６５：ナット
Ｓ  ：太陽電池モジュール集合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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