(57)【要約】本発明は、複数の取り付け支持体（５０）、取り付け支持体（５０）上に取り付けられた複数の光電池モジュール（１）、取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持する複数の保持部材（６０、１００）、および、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の電気接続部材（６０）を含むソーラーパワーシステムに関し、上記電気接続部材（６０）は、電気接触している２つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）を備え、該２つの接続プラグは、差し込み合うことが可能であり、各光電池モジュールを取り付け支持体（５０）に取り付ける場合の各光電池モジュールの取り付け動作によって、差し込み合うことが可能なように形成されている。  本発明によれば、上記光電池モジュール（１）は、端部において、プラスチックから成る保持フレーム（１０）に少なくとも部分的に縁取りされており、上記保持フレーム（１０）内には、機械的連結手段（３０）および少なくとも１つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が集積されるとともに、各上記機械的連結手段（３０）は、割り当てられた保持部材（６０、１００）に、形状締結結合して相互に作用している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の取り付け支持体（５０）、該取り付け支持体（５０）上に取り付けられた複数の光電池モジュール（１）、上記取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持する複数の保持部材（６０、１００）、および、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の電気接続部材（６０）を備え、
上記電気接続部材（６０）は、電気的に接続している２つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）を備え、該２つの接続プラグは、差し込み合うことが可能であり、各光電池モジュールを取り付け支持体（５０）に取り付ける場合の各光電池モジュールの取り付け動作によって、差し込み合うことが可能なように形成されているソーラーパワーシステムにおいて、
上記光電池モジュール（１）は、端部において、プラスチックから成る保持フレーム（１０）に少なくとも部分的に縁取りされており、上記保持フレーム（１０）内には、機械的連結手段（３０）および少なくとも１つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が集積されるとともに、上記各機械的連結手段（３０）は、割り当てられた保持部材（６０、１００）に形状締結結合して、相互に作用することを特徴とするソーラーパワーシステム。
【請求項２】
上記機械的連結手段（３０）は、保持部材（６０、１００）に、分離可能にラッチされているか、または、連結されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３】
上記機械的連結手段（３０）は、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）同士が所定の最小力によって差し込まれ合うように、保持部材（６０、１００）にラッチまたは連結されていることを特徴とする請求項２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４】
上記光電池モジュール（１）は、取り付け支持体（３０）上に配置された保持部材（６０、１００）上、および、電気接続部材（６０）上に、上から垂直に配置されるかまたは差し込まれることが可能であり、上記接続プラグ同士が差し込まれ合うとともに、保持部材（６０、１００）および電気接続部材（６０）は、保持部材（６０）に保持される光電池モジュール（１）によって、完全に、または、どのような場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の狭い隙間を除いて、覆われていることを特徴とする請求項２または３に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項５】
上記保持部材（１００）は、機械的連結手段（３０）を保持部材（１００）に分離可能にラッチするラッチ機構、または、連結する連結機構（１０６、１０９）を備えていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項６】
割り当てられた機械的連結手段（３０）を、選択的に、ラッチするか、連結するか、または、分離させるように、ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が、いずれの場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の隙間を介する工具によって動作するように、上記ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）を動作させる動作部材が、保持フレーム（１０）のエッジを超えて突出していることを特徴とする請求項５に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項７】
上記ラッチ機構または連結機構は、上記保持部材上で回転可能に搭載された少なくとも１つの鉤爪（１０６）を備え、上記鉤爪は、割り当てられた機械的連結手段（３０）を収容する偏心した円周状の凹部（１０９）を備えており、回転上における保持位置で、上記円周状の凹部をラッチまたは連結することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項８】
上記保持部材（１００）は、割り当てられた機械的連結手段を、各保持部材（１００）上の所定の位置においてラッチまたは連結するための、上記機械的連結手段（３０）を収容する少なくとも１つの凹部（１０４）をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項９】
機械的連結手段（３０）は、保持フレーム（１０）の下面、または、保持フレーム（１０）の１つまたは２つの側面から、好ましくは垂直に突出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１０】
機械的連結手段（３０）は、それぞれ割り当てられたラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が収容される、保持フレーム（１０）内に形成された凹部（１８）内に配置されており、保持部材（１００）の側壁（１０１、１０２）は、収容される保持フレームの部分に対応して形成された受容部を形成していることを特徴とする請求項９に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１１】
上記取り付け支持体（５０）は、縦方向に伸びる少なくとも１つの凹部（５１）、または、縦方向に伸びる少なくとも１つの凸部（５３）を備えた、連続的な形状で形成されており、上記凹部または凸部には、対応して形成された保持部材（６０、１００）の形状締結結合用の構造物（１０２、１０３、６７〜６８）、および／または、電気接続部材（６０）が、取り付け支持体（５０）において縦方向に移動可能に誘導されるとともに、上記縦方向に対して垂直方向に極わずかなまたは所定の遊びを伴って取り付けられるように、形状締結結合で係合していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１２】
上記取り付け支持体（５０）の縦方向における上記保持部材（６０、１００）の位置は規定可能であることを特徴とする請求項１１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１３】
上記取り付け支持体（５０）の縦方向における上記保持部材（６０、１００）の位置は、接続手段（３０）を保持部材（６０、１００）にラッチさせること、または、連結させることによって規定可能であることを特徴とする請求項１２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１４】
上記保持部材（１００）および上記電気接続部材（６０）は、別々の部材として形成されており、それぞれ、取り付け支持体の保持フレーム（１０）の機械的連結手段（３０）、および、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）の位置に対応する所定の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１５】
上記電気的接続手段（６０、１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１４に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１６】
上記保持部材、および電気接続部材は、取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持してそれらを電気的に相互接続させるために、電気接続プラグ（７０〜７４）が備えられた接続部材として一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１７】
上記電気的接続手段（６０；１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１６に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１８】
上記接続部材（６０）は、割り当てられた取り付け支持体（５０）をクランプの様に取り囲み、上記接続部材（６０）の内面、または、側面（６２、６３）に、ラッチ手段（６５）が備えられていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１９】
上記ラッチ手段（６５）は、割り当てられた取り付け支持体（５０）に接続部材（６０）をラッチさせるラッチ位置において、プレストレスされることを特徴とする請求項１８に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２０】
上記接続部材（６０）は、プラグソケット（７２）、および／または、プラグ出力（７０、７４）を備え、対応して形成された、各光電池モジュール（１）の保持フレーム（１０）上のプラグ出力（４０）、および／または、プラグソケットと相互に作用し、上記プラグソケット、および／または、各接続部材（６０）のプラグ出力は、光電池モジュール（１）が割り当てられたバイパスダイオード（８０）によって、隣接する２つの光電池モジュール（１）をブリッジするように互いに電気的に接続していることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２１】
異なる２つのタイプの接続部材（６０）、すなわち、取り付け支持体（５０）の対向する面において隣接する２つの光電池モジュール（１）同士を電気的に接続するように形成された第１のタイプの接続部材（６０）と、取り付け支持体（５０）の同一の面において隣接する２つの光電池モジュール（１）同士を電気的に接続するように形成された第２のタイプの接続部材（６０´）とを備えていることを特徴とする請求項２０に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２２】
上記第１のタイプの接続部材（６０）は、取り付け支持体（５０）の第１の面に配置するための第１の電気プラグインコネクタ（７４）、および、取り付け支持体（５０）の対向する第２の面に配置するためのさらなる２つの電気プラグインコネクタ（７０、７２）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２３】
上記第２のタイプの接続部材（６０´）は、取り付け支持体（５０）の第１の面に配置するための第１の電気プラグインコネクタ（７４）、および、取り付け支持体（５０）の同一面のさらなる２つの電気プラグインコネクタ（７０、７２）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２４】
上記保持フレーム（１０）には、少なくとも部分的に光電池モジュール（１）の縦方向に沿って伸びる固着手段（２０）がさらに集積されており、上記固着手段（２０）には機械的連結手段（３０）が係合されて、これらが上記保持フレームと切り離されるか、または、上記保持フレームから外れることを防止することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２５】
上記固着手段（２０）は、材料複合物（２〜４）によって形成される平面に対してほぼ平行に伸びる底部（２２）を備えていることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２６】
上記固着手段（２０）は、上記固着手段からほぼ垂直に突出している構造物（２６）をさらに備えていることを特徴とする請求項２５に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２７】
上記固着手段は、光電池モジュール（１）の内面に向かって開口する中空形状（２０）として形成されており、上記中空形状は、完全に、材料複合物（２〜４）によって形成される平面の下方に配置されていることを特徴とする請求項２５または２６に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２８】
上記中空形状（２０）は、Ｃ字型であるとともに、材料複合物（２〜４）によって形成される平面に対して平行に伸びる上部リム（２１）と、上記底部を形成する、上記平面から離間して平行に配置された下部リム（２２）とを備えていることを特徴とする請求項２７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２９】
上記底部（２２）には、少なくとも１つの開口部（２４）が形成され、光電池モジュール（１）の少なくとも１つの太陽電池（３）に接続されている、各電気的接続手段の導電ピンまたはコンタクトピン（４１）が、上記開口部を貫通していることを特徴とする、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３０】
上記固着手段は、閉鎖された中空形状で形成されるとともに、上記中空形状の内部からプラスチック材料が押出されるように、保持フレーム（１０）内に鋳造されていることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３１】
保持フレーム（１０）に形成された中空スペースに、各電気的接続手段（４０〜４３）が設けられ、上記各電気的接続手段の内部円周壁には、割り当てられた取り付けフレーム（３４）の補償プラグインコネクタ（４５〜４７）に結合、特に密封して結合する形状締結結合構造物が設けられるか、または、形成されていることを特徴とする請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３２】
上記保持フレーム（１０）は、機械的位置合わせおよび／または接続手段（３０）、および、電気的接続手段（４０〜４３）が存在しない領域では、平らに形成されているか、または、周方向に伸びる凹部を備えており、上記凹部は、保持フレーム（１０）の材料を外部に向かって貫通して、上記少なくとも１つの太陽電池の背面の通気のための開口部を形成していることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３３】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置における、光電池モジュール（１）が取り付け支持体（５０）上の選択的に異なる回転位置に取り付けられ、これらの各回転位置に応じて光電池モジュール（１）を好適に電気的相互接続させることが可能なように備えられていることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３４】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、上記１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置において、第１の回転位置では、水平方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成され、好ましくは該第１の回転位置に対して１８０度回転した、異なる第２の回転位置では、垂直方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成されるように備えられていることを特徴とする請求項３３に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３５】
上記保持フレームは、光電池モジュール（１）の正面を形成する透明のカバープレート（２）と同一平面にあることを特徴とする請求項１〜３４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３６】
割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、さらに少なくとも１つのバイパスダイオードが、上記保持フレーム（１０）に、鋳造されるか、または、射出成形されていることを特徴とする請求項１〜３５のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３７】
上記光電池モジュール（１）と同一の外観を有するか、光電池モジュール（１）の外観に適合した外観を有するとともに、同一の方法によって、１つまたは複数の取り付け支持体（５０）上に取り付けられたインバータモジュール（９０）をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３８】
上記インバータモジュール（９０）は、背面膜に光電池モジュールの太陽電池配列（３）を備えた透明のカバープレート（２）に色が適合したカバープレート（２´）を備え、カバープレート（２´）の背面ではインバータ（９３）が保持されて、好ましくは弾性プラスチックから成る保持フレーム（１０）が、端部において少なくとも部分的にカバープレート（２´）を縁取り、カバープレート（２´）を保持していることを特徴とする請求項３７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３９】
インバータ（９３）からの廃熱を、空気対流によって除去することを可能にする隙間が、上記インバータモジュール（９０）の透明のカバープレート（２´）とインバータ（９３）との間に形成されていることを特徴とする請求項３８に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４０】
上記保持部材（６０、１００）は、上記光電池モジュールに応力が導入されることを低減する、弾性を有する補償手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３９のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４１】
上記ラッチ機構または連結機構は、保持位置において、上記光電池モジュールまたは割り当てられた機械的連結手段（３０）を、保持部材（１００）または取り付け支持体（５０）に対してプレストレスするようにさらに構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２００５年１０月２１日出願のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０５０８８４．７号「光電池モジュール、その製造方法、および、複数の光電池モジュールを含むシステム」、および、２００５年１０月２１日出願のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０５０８８３．９号「複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステム」の優先権を主張するものであり、それらの内容を参照することにより、本願に、明確に援用する。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、該して、例えばルーフカバーまたはファサード表面の形態に用いられる、保持フレームを有する光電池モジュールに関し、特に、複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムに関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
上述のような光電池モジュールは、放射エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。ソーラーシステムの製造に求められる多様な要件を満たすために、太陽電池は、数多くの材料および部材から成る複合物の中にはめ込まれており、該複合物によって、特に、実務に適した電気接続を提供すること、非耐食性の太陽電池を機械的影響から保護すること、天候による影響から保護すること、導電性部材に感電保護を提供すること、および、容易な取り扱いおよび取り付けを可能にすることが達成されている。光電池モジュールを、例えば非熟練の労働者であっても、容易に且つ柔軟に用いることを可能にするために、この急成長している技術分野には、単純且つロバストな取り付けおよび接続原理が求められている。
【０００４】
十分な技術的サポートを可能にするために、従来技術からは、アルミニウムまたはプラスチックから成る、機械的に安定したフレームの中に光電池モジュールを収容して、該フレームと、ガラス／太陽電池／膜複合物から成る薄板との間に、好適なシーリング材、または、柔らかい取り付け材料を設けることが知られている。
【０００５】
ＵＳ５，５７８，１４２号、または、ＵＳ６，１７２，２９５Ｂ１号には、光電池モジュールを収容するためのプラスチックから成るフレーム形状が開示されている。プラスチックフレームと、透明なカバープレートと複数の太陽電池とから成る複合物との間には、プラスチックから成る粘着層または付着層が、射出成形法によって形成されている。上記保持フレームの下部支持リムには、上記光電池モジュールを搭載するための試錐孔が設けられている。しかしながら、上記保持フレームにおいて、透明のカバープレートと複数の太陽電池とから成る材料複合物を密封して収容することは、比較的複雑である。
【０００６】
従って、簡素なフレームホルダーを提供するために、上記フレームの密封を、プラスチックにより形成する試みが以前からなされていた。この場合、該プラスチックは、適切な方法で、光電池モジュールの端部に、射出成形されるか、発泡されるか、または、鋳造される。この提案は、例えばドイツ出願公開ＤＥ２８３２４７５号に、概ね記載されている。
【０００７】
さらなる提案が、ＵＳ４，８３０，０３８号、および、その対応出願ＵＳ５，００８，０６２号に記載されている。ここでは、太陽電池は、透明のカバープレートとともに射出成形金型の中に導入されており、該射出成形金型は、この射出成形によって、上記光電池モジュールを囲むフレームを形成するように設計されている。特に、材料として開示されているものはポリウレタンである。上記プラスチックフレームに、電気的接続手段、つまりプラグインコネクタを、射出成形によって同時に集積することも可能である。組立後には、特に風吸引による力を考慮する必要がある。該力を、上記プラスチックフレームだけによって、機械的結合手段に伝達させることは困難である。加えて、このような光電池モジュールの組立には、追加的留め具が必要である。従ってこのような光電池モジュールは、通常、アルミニウムフレームまたはプラスチックフレーム内において用いられ、そのため、さらにコストが上昇する。
【０００８】
ＵＳ５，７４３，９７０号には、さらなる光電池モジュールが開示されている。この光電池モジュールでは、上記モジュールを封入するために、上記太陽電池の背面にポリマーが射出成形されている。このプラスチックの背面は、好適な構造物、例えばハウジングを形成可能であることも開示されている。
【０００９】
さらに、ＤＥ１９８１４６５２Ａ１号、ＤＥ１９８１４６５３Ａ１号、および、ＤＥ２０２２０４４４Ｕ１号には、多層から成る複合物の筐体を含む光電池モジュールが開示されている。ここでは、少なくとも１つの層は、ポリカーボネートから成り、少なくとも１つのさらなる層は、フッ素含有ポリマーから成る。
【００１０】
上記モジュールが日陰になり逆方向に動作する場合の、出力損失を妨げるため、または、該モジュールが損傷されることを防ぐために、通常、シリコンベースのバイパスダイオードが用いられている。ここでは、該バイパスダイオードと光電池モジュールとは、互いに、逆平行の構成に組み合わされており、該バイパスダイオードは、割り当てられた光電池モジュールが照射される時には逆方向に動作するようになっている。この場合、上記光電池モジュール内の電流がその通常の動作時に低減されることによって電力効率が低減することを回避するためには、極めて低い逆電流を有するバイパスダイオードが好ましい。
【００１１】
従来技術によれば、上記バイパスダイオードは、通常、上記光電池モジュールの背面に接続されているか、または、該背面に直接貼り付けられているコネクタコンセント内に配置されている。上記バイパスダイオードは損失を誘発する部材であるので、該バイパスダイオードおよびその近傍（上記太陽電池を含む）が必然的に加熱され、結果として、光エネルギーを電気エネルギーに変換する際に、一定の効率低減が生じる。
【００１２】
ＤＥ１０３９３２１４Ｔ５号には、太陽電池とその製造方法とが開示されており、ここでは、該太陽電池の半導体構造物内には、バイパスダイオードが集積されている。従って、該バイパスダイオードの構成内に生じた損失が、結果的に該太陽電池の配列を加熱し、効率を低減させる。
【００１３】
ＥＰ７６８７２０Ｂ１号には、バイパスダイオードが集積された太陽電池が開示されており、該バイパスダイオードは、該太陽電池の裏面の凹部内に配置されている。従って、該バイパスダイオードの加熱は、直接、該太陽電池の加熱につながり、効率を低減させる。
【００１４】
この分野においては、高レベルの研究開発が行われているが、比較的簡単に、および／または、設計上有効に、電気的に接続することが可能な複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムを提供するには、さらなる改善の必要がある。
【００１５】
ＤＥ１０１０５７１８Ｂ４号には、請求項１の前提部分に係るソーラーパワーシステムが開示されている。Ｕ字型の支持形状が支持構造物を形成し、該支持構造物の中には、上記光電池モジュールが、垂直、または、斜めにぶら下がって取り付けられることが可能である。上記光電池モジュールの背面には、支持形状のボルトに係合する懸垂フックが配置されている。さらに、上記光電池モジュールの背面には、コネクタプラグが設けられている。上記光電池モジュールを上記支持形状内に懸垂させる場合には、組立プロセス中に、ともに差込可能な複数の接続プラグを差し込んで、複数の上記光電池モジュールを電気的に相互接続させる。このプラグイン本体内、または、対応するコネクタコンセント内には、バイパスダイオードを収容することが可能である。しかしながら、上記光電池モジュールを上記支持形状内に懸垂する場合に、該光電池モジュールを、特に平らにまたは傾けて配向させることは、不適当である。上記接続プラグを差し込むときの力を、事前に正確に特定することは不可能である。
【００１６】
ＤＥ４１４０６８３Ａ１号、および、ＤＥ４１４０６８２Ａ１号には、ソーラーパワーシステムが開示されており、該システムでは、上記光電池モジュールは、保持フレームを備えている。該保持フレームは、プラスチックから成り、その全４面に接続フランジを有している。該フランジの接触面には、凹部として形成されたプラグが設けられている。上記光電池モジュールは、相互に薄片によって接続されており、該薄片は、上記接続フランジを部分的に覆っていると同時に、隣接する光電池モジュール内の割り当てられたプラグに係合する接続ピン配列を有している。上記薄片には、ネジによって、ルーフ構造物、または、ファサード構造物と接続させるために開けられた貫通孔が設けられている。しかしながら、上記接続フランジは、一定の幅を有する必要があり、これは結果として、システム効率を低減させる。このシステムの組立は、上記薄片をネジで強く締める必要があるため、比較的複雑である。
【００１７】
ＷＯ９９／６３１９３号には、光電池モジュール用の取り付けデバイスが開示されており、ここでは、該光電池モジュールは、２つのクランプ部材の間で保持されている。上記光電池モジュールを無張力で保持するために、鐘状の連結具、および、持続的な弾性を有するスプリング部材が、補強材の形に設けられており、これによって、上記２つのクランプ部材のうちの１つのクランプ部材に対する上記光電池モジュールの相対運動が可能になる。
【００１８】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、複数の光電池モジュールを備えた、形成および組立が容易なソーラーパワーシステムを提供することにある。該システムでは、上記複数の光電池モジュールを、比較的簡単に、および／または、設計上有効に、電気的に相互接続させることが可能である。
【００１９】
この目的、および、さらなる目的を、本発明に従って、請求項１に係る特徴を有するソーラーパワーシステムによって達成する。さらなる有効な実施形態は、従属請求項の対象である。
【００２０】
従って、本発明は、少なくとも１つの取り付け支持体、および、複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムに基づいている。該複数の光電池モジュールは、上記１つの取り付け支持体または複数の取り付け支持体上に取り付けられているとともに、好適な構成において電気的に相互接続されている。つまり、消費電力と、上記ソーラーパワーシステムが取り付けられるルーフカバーまたはファサードの構造的な条件とに適合している。ここでは、上記取り付け支持体は、各光電池モジュールを収容する、マトリクス配列に設けられた複数の平面を有するフレームの形に設計されていることが可能である。さらなる一実施形態では、上記ルーフカバーまたはファサード上に互いに平行に取り付けられた形状で、上記取り付け支持体を形成する。さらに、上記ソーラーパワーシステムは、上記光電池モジュールを上記取り付け支持体上に保持する複数の保持部材と、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の接続部材とを備えている。
【００２１】
本発明によれば、上記光電池モジュールは、端部において、プラスチック（より好ましくは弾性プラスチック）から成る保持フレームに少なくとも部分的に囲まれている。ここでは、上記保持フレーム内には、機械的連結手段と少なくとも１つの接続プラグが集積されており、該機械的連結手段は、対応する保持部材と形状締結結合することによって相互作用し合っている。
【００２２】
本発明では、上記形状締結結合、および、上記機械的連結手段と上記接続プラグとを上記プラスチックの保持フレーム内に集積することによって、上記光電池モジュールを、正確且つ信頼性を伴って付着させて、電気的に相互接続させることが可能である。本発明では、上記保持フレームは、射出成形、または、金型で支えた射出成形によって、極めて低い誤差で製造可能である。従って、本発明に係る光電池モジュールを、極めて容易に、上記取り付け支持体上において位置合わせして、固定することが可能である。
【００２３】
さらなる一実施形態では、上記機械的連結手段は、上記保持部材に、分離可能に、ラッチされているか、または、連結されている。本発明では、これによって、より正確な保持力を設定することが可能であり、該保持力は、この電気的プラグイン接続を確立するための接触力も決定する。この場合、上記光電池モジュールを相互接続させる電気的プラグイン接続を行うことが出来る最小力を、上記ラッチまたは連結によって予め特定することが可能である。加えて、さらなる一実施形態では、好適にラッチすることによって、上記光電池モジュールを、対応する保持部材または取り付け支持体に対して、機械的プレストレスを施すことが可能である。
【００２４】
さらなる実施形態では、各上記取り付け支持体内、または、上記各取り付け支持体上には、バイパスダイオードが設けられている。これによって、太陽電池から空間的に隔離されることが可能であるので、該バイパスダイオードの加熱が、直接的に上記太陽電池に加わることがない。よって、光電子の効率は低減されない。従って、本発明に係るソーラーパワーシステムをより効率的に動作させることが可能である。
【００２５】
上記取り付け支持体のバイパスダイオードの配置は、特に、該取り付け支持体が中空形状として形成されているならば、容易に実現可能であり、該中空形状の中空スペースは、外部から容易に接近することが可能である。好ましい一実施形態では、各上記バイパスダイオードは、上記取り付け支持体の上に直接設けられている。これによって、周囲環境の影響から保護するとともに、電気接触を容易にするために、上記バイパスダイオードは、電気コネクタまたはそのようなものが備えられた個別のハウジング内に収容されていることが好ましい。上記各ハウジングは、上記取り付け支持体上に直接配置されているか、または、直接取り付けられている。
【００２６】
第１の実施形態では、上記ハウジングは、上記保持部材から分離した状態で形成されている。しかしながら、さらなる一実施形態では、このようなハウジングは、同時に、接続部材または保持部材としても機能し得る。この部材は、上記光電池モジュールを電気的に相互接続させることに応じた、取り付け支持体上の所定の位置に取り付けられているので、上記光電池モジュールは、該接続部材によって保持され得る。
【００２７】
この場合、上記取り付け支持体は、上記接続部材が、割り当てられた取り付け支持体上の任意の点において固定されて、特に無段で移動可能であるように、設計されていることが特に好ましい。さらなる一実施形態では、上記接続部材は、上記割り当てられた取り付け支持体内の所定の点でラッチされることが可能である。このため、上記取り付け支持体上には、収容される光電池モジュールの形状寸法に適合した好適な格子寸法のラッチ部材が設けられており、該ラッチ部材の中には、上記接続部材がそれぞれラッチされていることが可能である。従って、組立中には、これらラッチ点だけを探すだけでよい。従って、実際には、上記接続部材が誤った間隔で取り付けられることは不可能であり、組立の速度および信頼性は、たとえ非熟練の労働者が行う場合であっても、著しく増大する。
【００２８】
さらなる一実施形態では、上記取り付け支持体は、例えば、正方形または長方形の断面を有する連続的な形状として形成されている。ここでは、該連続的な形状は、縦方向に伸びる少なくとも１つの凹部または溝、および／または、縦方向に伸びる少なくとも１つの凸部を伴って形成されていてもよく、該連続的な形状の中には、対応して形成された上記接続部材のラッチ手段が係合される。ここでは、この縦方向の凹部、または、縦方向の凸部は、上記接続部材を確実に保持する好適な形状によって、特にＴ字型の溝として形成されていることが可能である。
【００２９】
光電池モジュールのマトリクス配置では、状況に応じて、水平に隣接している光電池モジュール同士、または、垂直に隣接している光電池モジュール同士を、相互接続させる必要がある。このような相互接続を確実に行うために、さらなる一実施形態では、機械的連結手段、および／または、１つまたは複数の接続プラグが、同一位置における、長方形または正方形の光電池モジュールの対向し合う縦方向の面の上に、該光電池モジュール同士が、状況に応じた上記取り付け支持体上の異なる回転位置に取り付けられるように設けられている。これによって、その各回転位置に応じた、該光電池モジュール同士の好適な電気相互接続が可能になる。
【００３０】
特に、上記機械的連結手段、および／または、上記１つまたは複数の接続プラグを、同一位置における上記長方形または正方形の光電池モジュールの対向し合う側面上に、第１の回転位置において水平方向に隣接する光電池モジュールへの電気接続を形成し、好ましくは該第１の回転位置に対して１８０度回転した、異なる第２の回転位置において垂直方向に隣接する光電池モジュールへの電気接続を形成可能であるように設けてもよい。
【００３１】
またさらなる一実施形態では、上記保持フレームのプラスチック材内には、定着手段または保持手段を集積させており、例えば組立後の風吸引のような場合には、上述の接続手段、および／または、配向手段が、該保持フレームと切り離されるか、または、該保持フレームから切り離されることを防止している。このような定着手段を、特に該保持フレーム内に集積された形状として形成することが可能であり、この形状は、少なくとも部分的に該保持フレームの周方向に伸びており、この形状には、上記接続手段、および／または、配向手段が係合して、この形状を上記保持フレーム上で保持している。
【００３２】
さらなる一実施形態では、上記ソーラーパワーシステムは、従属請求項にも記載される少なくとも１つのインバータモジュールをさらに含む。該インバータは、上記光電池モジュールと同じ外観を有し、光電池モジュールの構成内の好適な位置において、上記取り付け支持体上に取り付けられている。
【００３３】
従って、本発明のこのさらなる形態は、特に、上述のようなソーラーパワーシステムのためのインバータモジュールに関する。
【００３４】
従来技術のインバータモジュールは、通常、光電池モジュールの構成から離間して設けられているため、比較的高価な複数のＤＣ配線の取り付けが必要であるのに対して、本発明では、上記インバータモジュールと上記光電池モジュールとの間の配線経路は、より短く且つより低価格になるように設定することが可能である。外観からは、上記インバータモジュールと上記光電池モジュールとを見分けることは出来ないため、該インバータモジュールは、光電池モジュールの構成内の任意の位置に配置されることが可能であり、本発明に係るソーラーパワーシステムは、電気的な要件と構造的な条件とに対して、さらに柔軟に適合され得る。
【００３５】
従って、上記インバータモジュールは、上記光電池モジュールと同一の機械的構造を有していることが好ましく、特に、上述の方法のような同一の方法で、上記取り付け支持体上に取り付けられることが好ましい。
【００３６】
さらなる一実施形態では、上記インバータモジュールは、特に１つのカバープレートを含み、該カバープレートは、下層にあり、背面膜または背面被膜を備える光電池モジュールの太陽電池構成を有する透明なカバープレートの色に色合わせされている。ここで用いる色合わせとは、特に、上記インバータモジュールが、外観を損ねることなく調和しながら光電池モジュールの構成内にはめ込まれることが可能な、同一の配色設計、または、コントラストを少々有する配色設計を意味することが理解できるであろう。例えば、上記インバータモジュールは、灰色の光沢を有するシートを備えた表面を有していることが可能であり、および／または、該インバータモジュール上のカバープレートは、該光電池モジュールに応じて、わずかに青みがかった光沢を有する表面を有していてもよい。その一方で、上記光電池モジュール上のカバープレートは、通常、わずかに青みがかった光沢を有する表面を有しているが、これは、上記太陽電池に用いられる材料に左右される。
【００３７】
本発明のさらなる形態は、さらに、ソーラーパワーシステムの組立方法に関し、これについては、以下により詳細に記載する。
【００３８】
〔図面の簡単な説明〕
以下に、本発明を、添付の図面を参照しながら例示して説明する。該図面からは、さらなる特徴、利点、および、達成する目的が明らかになろう。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。
【００４０】
図２ａおよび図２ｂは、図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【００４１】
図３ａ〜図３ｃは、図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【００４２】
図４ａ〜図４ｄは、図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【００４３】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的な形状として構成された取り付け支持体の部分的な透視展開図である。
【００４４】
図６は、組み立られた状態にある、図５に係るシステムを示す図である。
【００４５】
図７は、本発明の第２の実施形態の一変形例に係る、対応するシステムを示す図である。
【００４６】
図８は、上記保持フレームの背面にプラグが集積されたコネクタを有する光電池モジュールと、本発明に係るソーラーパワーシステムにおける電気的接続部材の対応する接続ソケットとを概略的に示す、部分的な断面図である。
【００４７】
図９ａは、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図である。
【００４８】
図９ｂは、本発明に係るコネクタプラグを有する光電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【００４９】
図９ｃは、コネクタプラグが設けられた、本発明に係るインバータモジュールを示す平面図である。
【００５０】
図１０は、本発明のさらなる一実施形態に係る、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図であり、該１つのインバータモジュールの選択的に実現可能な異なる２つの実施形態を重ねて示す図である。
【００５１】
図１１は、図１０に係る実施形態における、コネクタプラグが設けられた１つのインバータモジュールを示す平面図である。
【００５２】
図１２は、本発明に係るインバータモジュールの概略的な断面を示す図である。
【００５３】
図１３は、本発明に係る光電池モジュールを示す透視展開図である。
【００５４】
図１４は、機械的配向手段、および、機械的接続手段を有する、図１３に係る光電池モジュールを示す概略的な断面図である。
【００５５】
図１５ａ〜図１５ｃは、本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【００５６】
これら図面では、同一の参照番号は、同一またはほぼ同等の、部材または部材の群を示すものである。
【００５７】
〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。該ソーラーパワーシステムは、互いに離間されるか、または、フレーム状に配置された、平行な複数の取り付け支持体５０を備え、該複数の取り付け支持体の上には、保持部材１００、および、電気的接続部材として機能するダブルブリッジ６０が取り付けられている。以下に説明するように、４つの保持部材１００が、上記保持フレームの角領域内に配置された保持スタッド３０を形状締結結合してラッチする、または、連結することによって、各光電池モジュールを固定している。保持スタッド３０を連結するときには、同時に、上記保持フレームの下面の角領域内に配置された、複数のコンタクトプラグまたはコンタクトソケットが、ダブルブリッジ６０の対応するコンタクトソケットまたはコンタクトプラグ７３に差し込まれる。これによって、隣接する２つの光電池モジュール同士を電気的に相互接続することを実現する。
【００５８】
図１では、取り付け支持体５０は、正方形の断面を有する連続的な形状、例えばアルミニウムが押出された形状として形成されている。取り付け支持体５０の縦の側面には、２つのＴ字溝５１が形成されており、該Ｔ字溝の中には、対応して形成されたラッチ部材が係合する。これについては以下に説明する。図１に係る実施形態の具体例では、上部プロファイルリム５３が、連続的な形状部５０の側壁５２を超えて突出しており、保持部材１００の側壁１０１（図２（ａ）参照）および横状ウェブ１０３が、該上部プロファイルリム５３を囲んでいる。従って、部材１００は、取り付け支持体５０によって、ガイドレールのように縦方向に移動可能に誘導されており、ここでは、保持部材１００は、取り付け支持体５０の縦方向に対して垂直方向には、最小限の遊びで誘導されるとともに、垂直に上方向には、最小限の遊び、または、保持部材１００の横状ウェブ１０３から底部１０２までの距離によって予め決定される遊びで誘導される。図２（ａ）によれば、底部１０２内には、試錐孔１１３が形成されており、この孔の中には、取り付け支持体５０のＴ字溝５１に対応して形成されたプロファイル部材を有する、皿頭ネジまたはこれに匹敵する固定部材が挿入される。上記皿頭ネジが締結される時には、上記プロファイル部材は、保持部材１００の縦方向の位置を固定するようにＴ字溝５１に係合して、保持部材１００を締め付ける。
【００５９】
図２（ａ）および（ｂ）では、２つの曲線部材１０９によって形成される鉤爪が、保持部材１００の側壁１０１に取り付けられた軸１０５の上に実装されている。上記鉤爪は、バネ部材または同様のものによって、図２（ｂ）に示す連結位置にプレストレスされ得る。図２（ａ）では、曲線部材１０９内には、偏心した円周状の溝１０９が形成されており、該偏心した円周状の溝１０９は、導入斜面１０８を備える導入開口部１０７を介して外部に向かって開口して、光電池モジュールの保持スタッド３０を誘導する。さらに、保持部材１００の側壁１０１では、回転軸１０５の上方に、２つの半円形の窪み１０４が形成されている。これら２つの半円形の窪みは、それぞれ、保持フレーム１０の側面から垂直に突出している保持スタッド１０を収容して、光電池モジュールを連結させる。図２（ａ）に係る鉤爪の回転位置では、上記保持スタッドは、偏心した溝１０９の導入開口部１０７の中に配置される。ここでは、導入斜面１０８が、保持スタッド３０を半円形の窪み１０４の中に確実に誘導する。偏心した溝１０９を移動させることによって、状況に応じて、上記光電池モジュールの保持部材１００に対する機械的プレストレスが実現される。
【００６０】
図１では、隣接する２つの光電池モジュール間には、隙間が残り、回転軸１０５の長さは、保持フレーム１０の幅の２倍の長さよりも、この隙間の幅だけ長い。よって、回転軸１０５の外周上に形成された六角挿入ビット１１２を、工具、例えば上記隙間に係合するレンチによって動作させて、回転軸１０５を図２ｂの回転位置まで回すことが可能である。ここでは、１つまたは複数の保持スタッド３０は、隣接する２つの光電池モジュールによって、偏心した溝１０９内に収容され、最終的に、窪み１０４および溝１０９の底部１１１から形成される収容部材内にしっかり固定されて収容される。これによって、取り付け支持体５０の縦方向とこれに垂直な方向とにおける、上記光電池モジュールの位置が確定される。しかしながら、このような収容部材の一実施形態は、決して強制ではない。
【００６１】
図１では、保持スタッド３０は、保持フレーム１０の角領域内の正方形の凹部３０の中に配置されており、保持フレーム１０の側壁を超えて突出してはいない。保持部材１００内に保持スタッド３０を連結させる際には、凹部３０の中に、軸方向に移動可能な鉤爪によって形成される連結機構が収容される。連結された位置においては、保持フレーム１０は、保持部材１００の側壁１０１および底部１０２によって形成された収容部材に、しっかり固定されて収容される。これによって、ねじれ剛性が増大する。
【００６２】
保持部材１００は、プラスチックを射出成形または鋳造して形成されているか、若しくは、金属材料から製造されていることが有効であることは、当業者には容易に明らかであろう。
【００６３】
図３（ａ）〜（ｃ）は、光電池モジュール同士を電気的に相互接続するダブルブリッジ６０を示す図である。ダブルブリッジ６０の上面には、４つのプラグソケット７３が、正方形の配列に配置されている。上記ダブルブリッジの下面には、突起部６７および横状ウェブ６８によって形成されたプロファイル部材が形成されている。該プロファイル部材は、取り付け支持体５０のＴ字溝５１（図１参照）の形状に対応して形成されており、この形状に係合する。取り付け支持体５０上の、２つの保持部材１００の間にある上記ダブルブリッジの縦方向の位置は、保持部材１００を固定するときに自動的に決定される。さらなる一実施形態では、上記ダブルブリッジは、保持部材１００を備える一続きの部材であるか、または、少なくとも１つの保持部材１００に接続されていることが可能である。
【００６４】
垂直方向に隣接する２つの光電池モジュールを相互接続するか、または、水平方向に隣接する２つの光電池モジュールを相互接続するかに応じて、上記ダブルブリッジの対向する２つのコンタクトソケット７３は、公知の方法によって、垂直方向、または、水平方向に相互接続される。ダブルブリッジ６０内には、少なくとも１つのバイパスダイオードが設けられていてもよく、該バイパスダイオードは、割り当てられた光電池モジュールが照射されたときに逆方向に動作する。上記ダブルブリッジのハウジングは、プラスチックを射出成形して形成することが有効であることは、当業者には容易に明らかであろう。
【００６５】
図４（ａ）〜（ｄ）は、光電池モジュールの保持フレーム１０の角領域を、異なる図によって示すものである。図４（ａ）によれば、保持フレーム１０内には、垂直に上に向かって伸びるコンタクトプラグ４０が集積されている。これについては、以下にさらに詳細に説明する。コンタクトプラグ４０に隣接して、保持スタッド３０が内部に設けられた凹部３０が配置されている。ここで、ダブルブリッジ６０が直接保持部材１００に密接している場合には、コンタクトプラグ４０と保持スタッド３０との間の距離は、半円形の窪み１０４（図１参照）とダブルブリッジ６０の上面の対応するプラグソケット７３との間の距離によって決定される。
【００６６】
図１に係るソーラーパワーシステムを取り付けるために用いられる方法は、以下の通りである。最初に、上記取り付け支持体を、上記光電池モジュールの寸法に適合する所定の間隔で、ルーフ構造物またはファサード構造物上に固定する。その後、取り付け支持体５０内に、保持部材１００およびダブルブリッジ６０を差し込んで配置する。その後、保持部材１００およびダブルブリッジ６０の上に、上記光電池モジュール（および、状況に応じて、追加的に、図１２に関連して説明する１つ以上のインバータモジュール）を、上述の方法で配置する。この位置では、保持部材１００は、取り付け支持体５０の上をまだ自由に移動可能である。しかしながら、他の一実施形態では、この段階で既に、保持部材１００を、取り付け支持体５０上にしっかりと固定してもよい。その後、ルーフ構造物またはファサード構造物上の上記光電池モジュールの位置をもう一度確認して、状況によっては、取り付け支持体５０に沿って上記光電池モジュールを移動させて位置を補正する。その後、保持部材１００の鉤爪１０９を隣接する２つの光電池モジュール間の隙間に係合する工具によって回し、これによって、上記光電池モジュールを保持部材１００にしっかり固定して接続させる。その後、例えば上述の皿頭ネジを締結することによって、取り付け支持体５０上の保持部材１００の位置を固定する。保持部材１００上の光電池モジュール同士を連結するか、または、ラッチする場合には、上記モジュールを、上記連結機構によって予め決定された力で、上記ダブルブリッジに対して押さえて、上記接続プラグを所定の接触力で差し込む。
【００６７】
上記光電池モジュールを再び取り外すために保持部材１００をいつでも再び開錠すること、または、保持部材１００と光電池モジュールとの位置を補正するために上記取り付け支持体上を緩めることが可能であることは、当業者には容易に明らかであろう。例えば、風圧または風吸引、雪荷重、熱応力または同様のものによって生じる張力が、上記光電池モジュールの中に導入されることを低減するか、または、回避するために、上記保持部材には、弾性を補償するものを設けることが可能である。例えば、側壁１０１の回転軸１０９を弾力的に取り付けること、回転軸１０９および／または側壁１０１を弾性材料より形成すること、鉤爪１０９を弾性材料より形成すること、上記保持フレーム内の保持スタッド３０を弾性材料より形成するか、または、該弾性材料の上に弾力的に取り付けること、若しくは、保持部材１００の下面に持続的弾性を有する補強材を設けることが可能である。
【００６８】
上記光電池モジュールの保持フレームにおいて、上記光電池モジュールを上記取り付け支持体上に形状締結結合して接続させることを実現するために、他の部材を設けてもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。該他の部材とは、公知の方法によって、適合する上記保持部材の連結機構またはラッチ機構と相互に作用する部材である。
【００６９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的な形状として形成された取り付け支持体を示す図である。図５では、連続的な形状として形成された取り付け支持体５０は、クランプのように、Ｕ字型の断面を有する接続部材６０に囲まれている。接続部材６０の真中では、底部６３から垂直に突き出ている２つの側壁６２によって、取り付け支持体５０を縦方向に収容する、縦方向に伸びる中央収容部材６１が形成されている。組み立てられた状態では、側壁６２は、取り付け支持体５０の側壁に密着している。側壁６２からは、圧力バネによって内部に向かってプレストレスされているラッチピン６５が突出している。組み立てられた状態では、ラッチピン６５の先端が、対応する取り付け支持体５０のＴ字溝５１の中に突出して、接続部材６０の位置を、取り付け支持体５０に対してラッチする。この場合、取り付け支持体５０内、例えばＴ字溝５１の底部には、ラッチピン６５をラッチ位置に誘導する、割出し用止まり穴を設けてもよい。ラッチするためには、ラッチピン６５をＴ字溝５１に係合させ、接続部材６０を、縦方向に取り付け支持体５０に沿って、ラッチピン６５の先端が該割出し用止まり穴の中に係合するまで押圧する。これら割出し用止まり穴同士の間隔は、これらが上記取り付け支持体上にしっかり固定されて取り付けられ得るように、上記光電池モジュールの長さまたは幅に調整されている。これについては以下にさらに詳細に説明する。
【００７０】
図５に示すように、取り付け支持体５０の左面の接続部材６０の上面には、コンタクトピン７５を備えるコネクタプラグ７４が設けられており、該取り付け支持体の右面には、コンタクトピン７１を備えるコネクタプラグ７０、および、コンタクトソケット７３を備えるアウトレット７２が配置されている。コンタクトピン７１およびコンタクトソケット７３は、バイパスダイオード８０を備える接続ライン８１によって、互いに導電的に接続されている。接続部材６０に差し込まれた当該光電池モジュールが照射されたときには、このバイパスダイオード８０が逆方向に動作し、日陰にある場合には、対応する光電池モジュールがバイパスダイオード８０によってブリッジされるように、バイパスダイオード８０は切り替えられる。図５によれば、さらなるライン７６が、コネクタコンセント７２を、取り付け支持体５０の反対側にあるコネクタプラグ７４に接続させている。図６は、組み立てられた状態にある、図５に係るシステムを示す図であり、ここでは、ラッチピン６５が取り付け支持体５０のＴ字溝５１の中に突出して、接続部材６０が垂直に引き上げられないように、固定している。
【００７１】
上記第２の実施形態に係るソーラーパワーシステムの組み立て方法は、以下の通りである。最初に、図５に示すように、複数の取り付け支持体が、ルーフカバー、ファサード、または、同様のものの上に、平行且つ互いに離間された配置で取り付けられており、上記取り付け支持体間の間隔は、取り付けられる光電池モジュールの長さまたは幅に対応している。さらなる一変形例では、この様に取り付けられた取り付け支持体に対して垂直な、対応して形成されたさらなる取り付け支持体が、平行且つ互いに離間されて配置されており、ここでは、交差点において、上記取り付け支持体のプロファイルの好適な凹部が設けられている。
【００７２】
そして、図５に示すように、上記取り付け支持体の長さに沿った好適な位置にある接続部材６０を、取り付けられる光電池モジュールの各角に取り付けることが可能である。つまり、一実施形態の具体例では、ラッチピンを上記取り付け支持体のＴ字溝内にラッチさせることによって、上記接続部材を取り付けることが可能である。ここでは、該接続部材は、上記取り付け支持体に沿って縦方向に自由な移動が可能であるように配置されている。好ましい一実施形態では、上記接続部材は、取り付けられる光電池モジュールの長さまたは幅に応じた所定の位置においてのみ、上記取り付け支持体に付着されていることが可能である。このために、上述の位置合わせ手段、例えば割出し用止まり穴を設けてもよい。
【００７３】
そして、図８に概略的に示すように、上記光電池モジュールを、上記接続部材上に配置して、保持フレーム１０（図４参照）の下面に設けられたコネクタプラグ４０、および／または、プラグソケットを、接続部材６０（図５参照）の上面に設けるとともに対応して形成されたプラグソケット、および／または、コネクタプラグに係合させる。これによって、プラグインされた光電池モジュールの電気的な接触を実現する。ここでは、接続部材６０内の接続ライン７６は、同時に、取り付け支持体５０の反対側にプラグインされた光電池モジュールとの電気的な接続を実現する。従って、上記取り付け支持体の横方向に並んで対向し合う光電池モジュール同士を直列接続させることが可能である。この場合、図５では右手側に配置された光電池モジュールには、バイパスダイオード８０がつながっており、該ダイオードは、図５の右手側にある光電池モジュールが照射されたときには逆方向に動作し、日陰に入ったときにはこの光電池モジュールをブリッジする。
【００７４】
日陰の場合に、割り当てられた光電池モジュールをブリッジするように、上記取り付け支持体の縦方向に隣接する光電池モジュール同士を互いに接続するために、図７では、さらなる種類の接続部材６０´が設けられている。該接続部材では、プラグソケット７２につながれた、コネクタプラグ７４およびコネクタプラグ７０が、取り付け支持体５０の同一の面、且つ、同一の接続部材６０´内に配置されている。コネクタプラグ７０およびプラグソケット７２は、バイパスダイオードによって相互接続されており、対応して形成されたソケット、および、対応して形成された第１の光電池モジュールのプラグを収容するためのものである。取り付け支持体５０の縦方向に隣接する光電池モジュールとの接続は、接続ライン７６およびコネクタプラグ７４を介して行われる。
【００７５】
このようにして、上記取り付け支持体に、２つの種類の接続部材を好適な形状に配置することによって、例えば図９（ａ）に示す複数の光電池モジュールの好適な電気相互接続を実現することが可能である。図９（ａ）では、Ａ〜Ｏの文字で示された光電池モジュール１が、アルファベット順に直列接続されている。上記ソーラーパワーシステムは、全部で１５個の光電池モジュール１と１つのインバータモジュール９０とを備え、該インバータモジュールは、光電池モジュール１の外観とほぼ同一の外観に形成されており、特に、同一の表面の色および表面の設計、または、隣接する光電池モジュールに適合した表面の色および表面の設計を有している。
【００７６】
このようなインバータモジュール９０の断面図を、例えば図１２に示している。このインバータモジュール９０は、光電池モジュールに匹敵する機械構造を有している。該光電池モジュールについては、図８および図１４に示すとともに以下に詳細に説明する。上記太陽電池の代わりに、カバープレート２´の背面には、好ましくは１つのハウジングまたはプラスチック内に封入された実際のインバータ９３が配置されている。図１２に示すように、カバープレート２´の背面の残りは、プラスチック１７で覆われていることが可能であり、該プラスチックは、特に、保持フレーム１０と一体に形成されていてもよい。インバータ９３との電気的な接触は、背面側で、ターミナルラグ４３およびコンタクトピン４１を介して行われる。これについては、図８に係る光電池モジュールに関連して以下にさらに詳細に説明する。
【００７７】
光電池モジュール１の電気接触を図９（ｂ）に示す。これに示すように、上記モジュールの右上端部にはプラス端子８５が設けられ、上記モジュールの右下端部にはプラス端子およびマイナス端子が設けられ、上記モジュールの左下端部にはプラス端子８５が設けられている。ここでは、上記プラグは、例えば図８に示すように、上記モジュールの保持フレームの下面に配置されている。ここでは、上記プラグインコネクタの配置は、モジュール１の真中を軸とした鏡面対象とはなっていない。これによって、上記第１の実施形態に関連して上述したように、保持部材と対応するダブルブリッジとが相互作用して、または、上記第２の実施形態に関連して上述したように、対応する第１のタイプまたは第２のタイプの接続部材によって、モジュール１の第１の回転位置では、図９（ａ）の水平に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になり、１８０度回転した第２の回転位置では、図９（ａ）の垂直に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になる。光電池モジュール１およびインバータモジュール９０が、好ましくは正方形の基本形を有しているため、および、同一の極性を有するコネクタが、上記保持フレームの縦方向に沿った同じ位置には配置されることはないため、これら２つの回転位置同士を交換することは不可能である。
【００７８】
図９（ａ）では、１つの光電池モジュールのプラス端子は、常に、隣接する光電池モジュールのマイナス端子に（つまり図６または図７に示した接続部材を介して）接続されている。この場合、各光電池モジュールには、１つの保護用バイパスダイオードが割り当てられている。該バイパスダイオードは、上記第２の実施形態では、上記接続部材内に集積されていることが好ましい。
【００７９】
インバータモジュール９０を接続するために同一の接続部材を用いているので、図９（ｃ）のインバータモジュール９０も、対応する位置にプラグインコネクタ９１、９２を有しているが、バイパスダイオードを有する必要はない。
【００８０】
図１０は、本発明のさらなる一実施形態に係る正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの電気的な列状の相互接続を示す図である。追加的に示す第２のインバータモジュールは、１つの光電池モジュールの代わりに上記第１のインバータモジュールを用いることが可能な、任意に選択可能なインバータモジュールの位置を特定するものである。
【００８１】
図１０によれば、光電池モジュール１の右上端部コーナーと左底部の角には、それぞれ、プラス端子が設けられており、該モジュールの右底部の角には、マイナス端子８５が設けられている。ここでは、上記プラグは、例えば図８に示すように、上記モジュールの保持フレームの下面に配置されている。この場合、上記プラグインコネクタの配置は、モジュール１の中心部を軸にした鏡面対象とはなっていない。これによって、上記第１の実施形態に関連して上述したような、保持部材と対応するダブルブリッジとが相互作用して、または、上記第２の実施形態に関連して上述したような、対応する第１のタイプまたは第２のタイプの接続部材によって、モジュール１の第１の回転位置では、図１０の水平方向に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になり、１８０度回転した第２の回転位置では、図１０の垂直に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になる。
【００８２】
図１１は、図１２に関連して既に説明した構造を有する、図１０に係る相互接続のために設計されたインバータモジュール９０を示す図である。
【００８３】
図１３および図１４は、本発明に係るソーラーパワーシステム用の光電池モジュールを、斜視展開図、および、概略的な部分断面図を示す図である。
【００８４】
図１３によれば、全体を参照番号１で示す光電池モジュールは、ほぼ正方形の形状を有する保持フレーム１０を有し、該保持フレームは、例えばガラスまたは透明なプラスチックから成る透明なカバープレート２、および、少なくとも１つの太陽電池３（好ましくは複数の太陽電池）を含む平面状の複合物を支えている。そして、カバープレート２と上記太陽電池の配列との間には、太陽電池３が収容される、例えばＥＶＡ（ethylene-vinyl acetate）から成る透明なプラスチック層が設けられている。太陽電池３の背面は、気象耐性を有する、例えばフッ化ビニール樹脂およびポリエステルから成るプラスチック複合物膜に覆われていることが可能である。あるいは、上記太陽電池は、合成樹脂内に鋳込まれて、透明のカバープレート２に接続されていてもよい。太陽電池３は、透明なカバープレート２の端部まで完全には伸びていない。
【００８５】
プラスチック、例えばポリウレタンから成る保持フレーム１０は、上述の混合材料の端部に、射出成形されるか、発泡されるか、または、鋳造されている。また、保持フレーム１０は、カバープレート２を少なくとも部分的に、場合によっては円周状に密集して縁取っている比較的狭い外端部１１と、封入材料４の外側縁から透明のカバープレート２の外側縁までの距離に相当する幅を有する平らなサポート表面１２と、上記光電池モジュールの内面まで水平に伸びる内部凸部１４に隣接する段１３と、内部端部１５と、サポート表面１２と内部凸部１４とに平行な下面１６とを備えている。上述の混合材料の背面と内部凸部１４の上面との間には隙間が残り、該隙間の幅は、段１３の高さによって決定され、一実施形態の好ましい一形態ではおよそ５．０ｍｍである。ここでは、一実施形態の好ましい一形態では、内部端部１５の高さは、およそ３０ｍｍである。保持フレーム１０は全体として、上記端部において、上記材料複合物を縁取っている。図１３では、該材料複合物の背面には、プラスチック層１７が発泡されているか、または、射出されており、該プラスチック層は、好ましくは保持フレーム１０の材料と同じ材料から形成されている。すなわち、弾性プラスチックから形成されていることが有効である。全体的に、太陽電池３の構成は、保持フレーム１０内において、強く密封して封入された状態で保持されている。
【００８６】
好ましい一実施形態（図示していない）によれば、保持フレーム１０の上端部は、該光電池モジュールの透明のカバープレート２と同一平面上にあり、このため、該光電池モジュールに、より魅力的な外観を提供し、汚れによる被害、および／または、コケが生えることによる被害を比較的低減させる。
【００８７】
図１３によれば、保持フレーム１０内には、Ｃ字型形状部２０が集積されており、該Ｃ字型形状部は、底部として機能する下部リム２２、垂直型の接続リム２６、および、比較的短い上部リム２１を備える固着手段として機能している。ここでは、形状部２０は、光電池モジュール１の内側に向かって開口している。形状部２０は、光電池モジュール１の各縦側面に沿って伸びている。上記光電池モジュールの角において、隣接する２つの形状部２０が互いに直接縁取り出来るように、これら隣接する形状部２０は、斜めに切断されていることが有効である。しかしながら基本的には、上記光電池モジュールの角領域であっても、形状部２０は、分断部分を有することが可能である。
【００８８】
図１３によれば、所定の位置における下部リム２２内には、開口部２３、２４が配置されている。図１３と図１４とを一緒に参照することによって明らかなように、接続ピン３０の軸は、開口部２３を貫通する。つまり接続ピン３０は、形状部２０に係合する。保持フレーム１０を射出成形するか、または、発泡して形成するならば、その中に接続ピン３０を集積することが可能である。あるいは後で、例えば、雄ねじを保持フレーム１０のプラスチックの中に、および／または、形状部２０の中に締めることによって、接続ピン３０を保持フレーム１０に接続させてもよい。図１３では、接続ピン３０の先端終端部には、円錐形の先端部３１が設けられており、ここでは、上記軸に移行する領域には、円周状のラッチ凹部３２が設けられており、該ラッチ凹部は、接続ピンを、取り付けフレーム（図示していない）の対応して形成されたラッチ受け入れ部材にラッチする。
【００８９】
接続ピン３０は、図１および図４に関連して既に説明したように、保持フレーム１０の側面から突出していてもよく、保持フレーム１０内に形成された凹部内に配置されていてもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。
【００９０】
上述の固着手段を、閉鎖された中空プロファイルとして形成してもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。該閉鎖された中空プロファイルは、上記保持フレーム内において押出し本体として機能し、結果として、さらにプラスチック材料を節約することが可能である。さらに、このような中空プロファイルは、上記保持フレーム全体の剛性を改善することが可能である。
【００９１】
図１３および図８から明らかなように、保持フレーム１０内の開口部２４の領域には、円筒形の中空スペース４０が配置されており、該中空スペースの内部の中央には、従来技術による電気プラグのコンタクトピン４１が、配置されている。ここでは、コンタクトピン４１は、保持フレーム１０のプラスチック材料内に鋳造されるか、または、発泡されるか、または、鋳造されている。コンタクトピン４１は、垂直に上方に向かって伸びるワイヤ４２に接続されて、形状部２０の上部リム２１を通り過ぎている。ワイヤ４２は、カバープレート２の背面の近傍で湾曲している。ワイヤ４２は、さらに伸びるか、または、ターミナルラグ４３に接続されており、該ターミナルラグは、上記混合材料の外側縁、特に背面側に堆積させた封入材料４を入り込んで、縦方向に好適な方法によって太陽電池３に接触している。形状部２０は、例えば従来の押出しプロファイルとして、金属から形成されていてもよい。
【００９２】
図８では、中空スペース４０の円周壁は、助材４４、または、それに匹敵する形状締結結合構造物を含み、該形状締結結合構造物は、上述のプラグが対応して形成されたプラグソケットに係合する場合に、補償的な該プラグソケットの対応して形成された形状締結結合構造物、例えば補償助材４７と相互作用して、電気的プラグイン接続を閉じる。この取り付けフレームは、図８では、概略的に参照番号３４で示されているとともに、上述の複数の取り付け支持体を備えている。
【００９３】
図８に概略的に示すように、取り付けフレーム３４内のプラグソケットは、ソケット４５の中央に配置されたプラグピン受け部４６を含み、ここでは、収容部材４６は、電気的接続部材、例えば電気的接続ケーブルに接続されている。接続部材４８は、隣接するプラグソケットに接続されており、該プラグソケットによって、隣接する光電池モジュール、または、隣接するインバータは、上記取り付けフレーム内に挿入されると同時に、電気接続される。従って、上記取り付けフレームは、複数の光電池モジュールと、任意により少なくとも１つのインバータとの好適な相互接続を実現する。特に好ましい一実施形態では、上述の機械的連結手段、および、上述の電気的接続手段は、光電池モジュールの対向し合う縦面上の、同一の位置に設けられている。この場合、上記光電池モジュールは、正方形または長方形の基本形を有していることが可能である。この構成では、上記光電池モジュールは、例えば０度、９０度、１８０度、２７０度のような異なる回転位置において、上記取り付けフレーム内に差し込まれていることが可能である。この方法では、上記回転位置を好適に選択することによって、図９および図１０に関連して既に説明したような、光電池モジュールの好適な相互接続方向が可能になる。
【００９４】
１つの光電池モジュールを挿入するときには、上記接続ピンの円錐形の先端部３１は、同時に、位置合わせ手段または誘導手段として機能し、上記光電池モジュールを好適な位置に誘導するか、または、該光電池モジュールをその場所で位置合せする。このため、本発明では、上記光電池モジュールの容易且つ迅速な取り付けが可能である。
【００９５】
以下に、一例として図１５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明に係る光電池モジュールの製造方法を説明する。図１５（ａ）に従って、透明のカバープレート２および太陽電池配列３を含む材料複合物を、槽状の鋳型５０の底部５１に配置して、底部５１にカバープレート２の上面を密着させる。該鋳型は、該底部から垂直に突き出た側壁５２を有している。上記材料複合物を製造するためには、これより以前に、カバープレート２の背面に、ウェブ状に裁断したＥＶＡ膜を配置させることが可能である。上記太陽電池は、例えば、前段階において、はんだ薄片によって鎖状に接続され、該ＥＶＡ膜を有するプレート上に正確に配置されている。その後、この個々の鎖同士を接続させる横材を配置してはんだ付けする。その後、これら全てを、例えば連続的に、ウェブ状に裁断したＥＶＡ膜、および、テドラーフィルムで覆う。このプロセスの次の段階では、上記モジュールを、低圧かつおよそ摂氏１５０度で積層する。この積層工程の間に、その時点では乳白色の上記ＥＶＡ膜は、３次元の、透明な、もはや溶融しない架橋プラスチック層に変わる。該プラスチック層には、上記太陽電池が収容されるとともに、該プラスチック層は、上記カバープレートと背面の上記膜とにしっかりと接続される。あるいは、上記ＥＶＡ膜の代わりに、熱可塑性プラスチックポリウレタン（ＴＰＵ）、または、ポリビニールブチラール（ＰＶＢ）のような、熱可塑性プラスチックから成る膜を用いるか、または、上記太陽電池を公知の方法で鋳造して、上記カバープレートに接続させてもよい。その後、図１５（ａ）に従って製造した半製品を、例えば槽状の鋳型５０内に配置する。
【００９６】
図１５（ａ）によれば、Ｃ字型形状部２０は、鋳型５０の側壁５２から離間されて配置されている。このため、対向する鋳型５５の底部５６上に垂直に突き出ている凸部５９は、形状部２０を一時的に保持するスペーサとして用いられ得る。図１５（ｂ）では、対向する鋳型５５は、中心部が盛り上がった部分５７を有しており、該盛り上がった部分は、硬く閉まった鋳型の場合には、上述の材料複合物の背面に密着している。従って、該閉まった鋳型の側壁の近傍では、ほぼ正方形の断面を有する円周状のチャネル６１が形成される。該チャネル内には、チャネル６１の内周壁から離間されて、プロファイル２０が配置されている。盛り上がった部分５７からは、上記光電池モジュール（図１５（ａ）参照）の背面の隙間７を鋳造するために機能する凸部６０が、突出している。
【００９７】
図１５（ｂ）では、カバープレート２の外側縁と鋳型５０の側壁５２の間には、隙間が形成され、該隙間によって、上記保持フレーム（図１５（ｃ）参照）の上部の外端部１１の幅が決定される。
【００９８】
閉じた鋳型の場合には、上記保持フレームは、円周状のチャネル６１を充填することによって形成される。ここでは、プロセス条件自体は、従来技術により十分に公知であり、ここでさらに詳細に説明する必要はない。例として、ＵＳ４，８３０，０３８号、ＵＳ５，００８，０６２号、ＤＥ１９８１４６５２Ａ１号、ＤＥ１９８１４６５３Ａ１号、および、ＤＥ２０２２０４４４Ｕ１号に開示された、プロセス条件およびプロセス材料を参照しており、本明細書内は、上述の、開示目的の全公報の内容を明らかに含む。
【００９９】
このようにして、最終的に、図１５（ｃ）の断面図に示した保持フレーム１０を形成する。該保持フレームは、上記カバープレートと、太陽電池３の配列とを、その端部を取り囲んで縁取りしている。凸部５９（図１５（ｂ）参照）を鋳型から外した後に、プロファイル２０の下部リム２２内の開口部２５の領域には、円筒形の中空スペース１００が残る。該中空スペースには、例えば上述の機械的連結手段が収容され得る。
【０１００】
図１３から明らかなように、保持フレームには、さらなる部材（図１３では参照番号１７０で示される）を同時に集積させてもよい。該さらなる部材には、例えば、センサ、電気部材（例えばインバータまたはバイパスダイオード）、または、電気回路（例えば、バイパスダイオードまたはフリーホイルダイオードを有する回路、または、無線メッセージ送信のための回路）などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。
【図２（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【図２（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【図３（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図３（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図３（ｃ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図４（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｃ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｄ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的なプロファイルとして構成された取り付け支持体の部分的な透視展開図である。
【図６】組み立られた状態にある、図５に係るシステムを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の一変形例に係る、対応するシステムを示す図である。
【図８】上記保持フレームの背面にプラグが集積されたコネクタを有する光電池モジュールと、本発明に係るソーラーパワーシステムにおける電気的接続部材の対応する接続ソケットとを概略的に示す、部分的な断面図である。
【図９（ａ）】正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図である。
【図９（ｂ）】本発明に係るコネクタプラグを有する光電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【図９（ｃ）】コネクタプラグが設けられた、本発明に係るインバータモジュールを示す平面図である。
【図１０】本発明のさらなる一実施形態に係る、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図であり、該１つのインバータモジュールの選択的に実現可能な異なる２つの実施形態を重ねて示す図である。
【図１１】図１０に係る実施形態における、コネクタプラグが設けられた１つのインバータモジュールを示す平面図である。
【図１２】本発明に係るインバータモジュールの概略的な断面を示す図である。
【図１３】本発明に係る光電池モジュールを示す透視展開図である。
【図１４】機械的配向手段、および、機械的接続手段を有する、図１３に係る光電池モジュールを示す概略的な断面図である。
【図１５（ａ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【図１５（ｂ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【図１５（ｃ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  光電池モジュール
２、２´  透明のカバープレート 
３  太陽電池
４  封入材料
７  凹部
８  接続端部
１０  保持フレーム
１１  外端部
１２  サポート表面
１３  段
１４  内部凸部
１５  内部端部
１６  下面
１７  プラスチック層の背面
１８  機械的連結手段用凹部
１９  電気的接続手段用凹部
２０  強化手段／Ｃ字型形状部
２１  上部リム
２２  下部リム
２３  機械的連結手段用開口部
２４  電気的接続手段用開口部
２５  スペーサ５９用開口部
２６  垂直型の固着構造物／接続リム
３０  機械的接続および位置合わせ部材
３１  円錐形の先端部
３２  ラッチ凹部
３３  ネジ山
４０  コネクタプラグ
４１  コンタクトピン
４２  電気接続部材／ワイヤ
４３  ターミナルラグ
４４  形状締結結合構造物
４５  ソケット
４６  プラグピン受け
４７  形状締結結合部材
４８  電気的接続部材
５０  取り付けフレーム形状部
５１  Ｔ字溝
５２  側壁
５３  上部プロファイルリム
５５  列状相互接続
６０  端子箱／接続部材
６１  収容部材
６２  側壁
６３  底部
６５  係合手段/ラッチピン
６６  バネ
６７  凸部
６８  横状ウェブ
７０  コネクタプラグ
７１  コンタクトピン
７２  コネクタコンセント
７３  コンタクトソケット
７４  コネクタプラグ
７５  コンタクトピン
７６  電気的接続
８０  バイパスフリーホイルダイオード
８１  バイパスライン
８５  上記光電池モジュールのプラス端子
８６  上記光電池モジュールのプラス端子／マイナス端子
９０  インバータモジュール
９１  マイナス端子
９２  プラス端子
９３  インバータ
１００  保持部材
１０１  側壁
１０２  底部
１０３  横状ウェブ
１０４  中央揃え用窪み
１０５  回転軸
１０６  回転鉤爪
１０７  導入開口部
１０８  導入斜面
１０９  ラッチ凹部
１１０  曲線側面ウェブ
１１１  上記ラッチ凹部の底部
１１２  六角挿入ビット部
１１３  試錐孔
１５０  鋳型の上半分
１５１  底部
１５２  側壁
１５５  鋳型の下半分
１５６  平らな外側縁
１５７  中央部が盛り上がった領域
１５８  段
１５９  スペーサ
１６０  円周状の凸部
１６１  中空スペース
１７０  電気部材／電気回路
２００  中空スペース
【図１】
2009513008.tif 000003
【図２ａ】
2009513008.tif 000004
【図２ｂ】
2009513008.tif 000005
【図３ａ】
2009513008.tif 000006
【図３ｂ】
2009513008.tif 000007
【図３ｃ】
2009513008.tif 000008
【図４ａ】
2009513008.tif 000009
【図４ｂ】
2009513008.tif 000010
【図４ｃ】
2009513008.tif 000011
【図４ｄ】
2009513008.tif 000012
【図５】
2009513008.tif 000013
【図６】
2009513008.tif 000014
【図７】
2009513008.tif 000015
【図８】
2009513008.tif 000016
【図９（ａ）】
2009513008.tif 000017
【図９（ｂ）】
2009513008.tif 000018
【図９（ｃ）】
2009513008.tif 000019
【図１０】
2009513008.tif 000020
【図１１】
2009513008.tif 000021
【図１２】
2009513008.tif 000022
【図１３】
2009513008.tif 000023
【図１４】
2009513008.tif 000024
【図１５ａ】
2009513008.tif 000025
【図１５ｂ】
2009513008.tif 000026
【図１５ｃ】
2009513008.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の取り付け支持体（５０）、該取り付け支持体（５０）上に取り付けられた複数の光電池モジュール（１）、上記取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持する複数の保持部材（６０、１００）、および、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の電気接続部材（６０）を備え、
上記電気接続部材（６０）は、差し込み合うことが可能な、電気接触している２つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）を備えており、
上記光電池モジュール（１）は、端部において、内部に機械的連結手段が集積されている保持フレーム（１０）に少なくとも部分的に縁取りされており、
上記保持部材（６０；１００）は、上記取り付け支持体（５０）上に取り付けられているソーラーパワーシステムにおいて、
上記保持フレーム（１０）は、プラスチックから成り、保持フレーム（１０）には、さらなる少なくとも１つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が集積され、
上記機械的連結手段（３０）は、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が相互に差し込まれ合って、隣接する光電池モジュール（１）を電気的に相互接続させるように、保持部材（１００）と分離可能にラッチまたは連結されていることを特徴とするソーラーパワーシステム。
【請求項２】
上記保持部材（６０、１００）は、取り付け支持体（５０）上を縦方向に移動可能に誘導され、固定部材によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３】
上記機械的連結手段（３０）は、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）同士が所定の最小力によって差し込まれ合うように、保持部材（６０、１００）にラッチまたは連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４】
上記光電池モジュール（１）は、取り付け支持体（３０）上に配置された保持部材（６０、１００）上、および、電気接続部材（６０）上に、上から垂直に配置されるかまたは差し込まれることが可能であり、上記接続プラグ同士が差し込まれ合うとともに、保持部材（６０、１００）および電気接続部材（６０）は、保持部材（６０）に保持される光電池モジュール（１）によって、完全に、または、どのような場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の狭い隙間を除いて、覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項５】
上記保持部材（１００）は、機械的連結手段（３０）を保持部材（１００）に分離可能にラッチするラッチ機構、または、連結する連結機構（１０６、１０９）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項６】
割り当てられた機械的連結手段（３０）を、選択的に、ラッチするか、連結するか、または、分離させるように、ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が、いずれの場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の隙間を介する工具によって動作するように、上記ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）を動作させる動作部材が、保持フレーム（１０）のエッジを超えて突出していることを特徴とする請求項５に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項７】
上記ラッチ機構または連結機構は、上記保持部材上で回転可能に搭載された少なくとも１つの鉤爪（１０６）を備え、上記鉤爪は、割り当てられた機械的連結手段（３０）を収容する偏心した円周状の凹部（１０９）を備えており、回転上における保持位置で、上記円周状の凹部をラッチまたは連結することを特徴とする請求項５または６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項８】
上記保持部材（１００）は、割り当てられた機械的連結手段を、各保持部材（１００）上の所定の位置においてラッチまたは連結するための、上記機械的連結手段（３０）を収容する少なくとも１つの凹部（１０４）をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項９】
機械的連結手段（３０）は、保持フレーム（１０）の下面、または、保持フレーム（１０）の１つまたは２つの側面から、好ましくは垂直に突出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１０】
機械的連結手段（３０）は、それぞれ割り当てられたラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が収容される、保持フレーム（１０）内に形成された凹部（１８）内に配置されており、保持部材（１００）の側壁（１０１、１０２）は、収容される保持フレームの部分に対応して形成された受容部を形成していることを特徴とする請求項９に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１１】
上記取り付け支持体（５０）は、縦方向に伸びる少なくとも１つの凹部（５１）、または、縦方向に伸びる少なくとも１つの凸部（５３）を備えた、連続的な形状で形成されており、上記凹部または凸部には、対応して形成された保持部材（６０、１００）の形状締結結合用の構造物（１０２、１０３、６７〜６８）、および／または、電気接続部材（６０）が、取り付け支持体（５０）において縦方向に移動可能に誘導されるとともに、上記縦方向に対して垂直方向に極わずかなまたは所定の遊びを伴って取り付けられるように、形状締結結合で係合していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１２】
上記取り付け支持体（５０）の縦方向における上記保持部材（６０、１００）の位置は規定可能であることを特徴とする請求項１１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１３】
上記取り付け支持体（５０）の縦方向における上記保持部材（６０、１００）の位置は、接続手段（３０）を保持部材（６０、１００）にラッチさせること、または、連結させることによって規定可能であることを特徴とする請求項１２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１４】
上記保持部材（１００）および上記電気接続部材（６０）は、別々の部材として形成されており、それぞれ、取り付け支持体の保持フレーム（１０）の機械的連結手段（３０）、および、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）の位置に対応する所定の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１５】
上記電気的接続手段（６０、１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１４に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１６】
上記保持部材、および電気接続部材は、取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持してそれらを電気的に相互接続させるために、電気接続プラグ（７０〜７４）が備えられた接続部材として一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１７】
上記電気的接続手段（６０；１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１６に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１８】
上記接続部材（６０）は、割り当てられた取り付け支持体（５０）をクランプの様に取り囲み、上記接続部材（６０）の内面、または、側面（６２、６３）に、ラッチ手段（６５）が備えられていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１９】
上記ラッチ手段（６５）は、割り当てられた取り付け支持体（５０）に接続部材（６０）をラッチさせるラッチ位置において、プレストレスされることを特徴とする請求項１８に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２０】
上記接続部材（６０）は、プラグソケット（７２）、および／または、プラグ出力（７０、７４）を備え、対応して形成された、各光電池モジュール（１）の保持フレーム（１０）上のプラグ出力（４０）、および／または、プラグソケットと相互に作用し、上記プラグソケット、および／または、各接続部材（６０）のプラグ出力は、光電池モジュール（１）が割り当てられたバイパスダイオード（８０）によって、隣接する２つの光電池モジュール（１）をブリッジするように互いに電気的に接続していることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２１】
異なる２つのタイプの接続部材（６０）、すなわち、取り付け支持体（５０）の対向する面において隣接する２つの光電池モジュール（１）同士を電気的に接続するように形成された第１のタイプの接続部材（６０）と、取り付け支持体（５０）の同一の面において隣接する２つの光電池モジュール（１）同士を電気的に接続するように形成された第２のタイプの接続部材（６０´）とを備えていることを特徴とする請求項２０に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２２】
上記第１のタイプの接続部材（６０）は、取り付け支持体（５０）の第１の面に配置するための第１の電気プラグインコネクタ（７４）、および、取り付け支持体（５０）の対向する第２の面に配置するためのさらなる２つの電気プラグインコネクタ（７０、７２）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２３】
上記第２のタイプの接続部材（６０´）は、取り付け支持体（５０）の第１の面に配置するための第１の電気プラグインコネクタ（７４）、および、取り付け支持体（５０）の同一面のさらなる２つの電気プラグインコネクタ（７０、７２）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２４】
上記保持フレーム（１０）には、少なくとも部分的に光電池モジュール（１）の縦方向に沿って伸びる固着手段（２０）がさらに集積されており、上記固着手段（２０）には機械的連結手段（３０）が係合されて、これらが上記保持フレームと切り離されるか、または、上記保持フレームから外れることを防止することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２５】
上記固着手段（２０）は、材料複合物（２〜４）によって形成される平面に対してほぼ平行に伸びる底部（２２）を備えていることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２６】
上記固着手段（２０）は、上記固着手段からほぼ垂直に突出している構造物（２６）をさらに備えていることを特徴とする請求項２５に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２７】
上記固着手段は、光電池モジュール（１）の内面に向かって開口する中空形状（２０）として形成されており、上記中空形状は、完全に、材料複合物（２〜４）によって形成される平面の下方に配置されていることを特徴とする請求項２５または２６に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２８】
上記中空形状（２０）は、Ｃ字型であるとともに、材料複合物（２〜４）によって形成される平面に対して平行に伸びる上部リム（２１）と、上記底部を形成する、上記平面から離間して平行に配置された下部リム（２２）とを備えていることを特徴とする請求項２７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２９】
上記底部（２２）には、少なくとも１つの開口部（２４）が形成され、光電池モジュール（１）の少なくとも１つの太陽電池（３）に接続されている、各電気的接続手段の導電ピンまたはコンタクトピン（４１）が、上記開口部を貫通していることを特徴とする、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３０】
上記固着手段は、閉鎖された中空形状で形成されるとともに、上記中空形状の内部からプラスチック材料が押出されるように、保持フレーム（１０）内に打設されていることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３１】
保持フレーム（１０）に形成された中空スペースに、各電気的接続手段（４０〜４３）が設けられ、上記各電気的接続手段の内部円周壁には、割り当てられた取り付けフレーム（３４）の補償プラグインコネクタ（４５〜４７）に結合、特に密封して結合する形状締結結合構造物が設けられるか、または、形成されていることを特徴とする請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３２】
上記保持フレーム（１０）は、機械的位置合わせおよび／または接続手段（３０）、および、電気的接続手段（４０〜４３）が存在しない領域では、平らに形成されているか、または、周方向に伸びる凹部を備えており、上記凹部は、保持フレーム（１０）の材料を外部に向かって貫通して、上記少なくとも１つの太陽電池の背面の通気のための開口部を形成していることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３３】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置における、光電池モジュール（１）が取り付け支持体（５０）上の選択的に異なる回転位置に取り付けられ、これらの各回転位置に応じて光電池モジュール（１）を好適に電気的相互接続させることが可能なように備えられていることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３４】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、上記１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置において、第１の回転位置では、水平方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成され、好ましくは該第１の回転位置に対して１８０度回転した、異なる第２の回転位置では、垂直方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成されるように備えられていることを特徴とする請求項３３に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３５】
上記保持フレームは、光電池モジュール（１）の正面を形成する透明のカバープレート（２）と同一平面にあることを特徴とする請求項１〜３４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３６】
割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、さらに少なくとも１つのバイパスダイオードが、上記保持フレーム（１０）に、打設されるか、または、射出成形されていることを特徴とする請求項１〜３５のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３７】
上記光電池モジュール（１）と同一の外観を有するか、光電池モジュール（１）の外観に適合した外観を有するとともに、同一の方法によって、１つまたは複数の取り付け支持体（５０）上に取り付けられたインバータモジュール（９０）をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３８】
上記インバータモジュール（９０）は、背面膜に光電池モジュールの太陽電池配列（３）を備えた透明のカバープレート（２）に色が適合したカバープレート（２´）を備え、カバープレート（２´）の背面ではインバータ（９３）が保持されて、好ましくは弾性プラスチックから成る保持フレーム（１０）が、端部において少なくとも部分的にカバープレート（２´）を縁取り、カバープレート（２´）を保持していることを特徴とする請求項３７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３９】
インバータ（９３）からの廃熱を、空気対流によって除去することを可能にする隙間が、上記インバータモジュール（９０）の透明のカバープレート（２´）とインバータ（９３）との間に形成されていることを特徴とする請求項３８に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４０】
上記保持部材（６０、１００）は、上記光電池モジュールに応力が導入されることを低減する、弾性を有する補償手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３９のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４１】
上記ラッチ機構または連結機構は、保持位置において、上記光電池モジュールまたは割り当てられた機械的連結手段（３０）を、保持部材（１００）または取り付け支持体（５０）に対してプレストレスするようにさらに構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２００５年１０月２１日出願のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０５０８８４．７号「光電池モジュール、その製造方法、および、複数の光電池モジュールを含むシステム」、および、２００５年１０月２１日出願のドイツ特許出願ＤＥ１０２００５０５０８８３．９号「複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステム」の優先権を主張するものであり、それらの内容を参照することにより、本願に、明確に援用する。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、該して、例えばルーフカバーまたはファサード表面の形態に用いられる、保持フレームを有する光電池モジュールに関し、特に、複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムに関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
上述のような光電池モジュールは、放射エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。ソーラーシステムの製造に求められる多様な要件を満たすために、太陽電池は、数多くの材料および部材から成る複合物の中にはめ込まれており、該複合物によって、特に、実務に適した電気接続を提供すること、非耐食性の太陽電池を機械的影響から保護すること、天候による影響から保護すること、導電性部材に感電保護を提供すること、および、容易な取り扱いおよび取り付けを可能にすることが達成されている。光電池モジュールを、例えば非熟練の労働者であっても、容易に且つ柔軟に用いることを可能にするために、この急成長している技術分野には、単純且つロバストな取り付けおよび接続原理が求められている。
【０００４】
十分な技術的サポートを可能にするために、従来技術からは、アルミニウムまたはプラスチックから成る、機械的に安定したフレームの中に光電池モジュールを収容して、該フレームと、ガラス／太陽電池／膜複合物から成る薄板との間に、好適なシーリング材、または、柔らかい取り付け材料を設けることが知られている。
【０００５】
ＵＳ５，５７８，１４２号、または、ＵＳ６，１７２，２９５Ｂ１号には、光電池モジュールを収容するためのプラスチックから成るフレーム形状が開示されている。プラスチックフレームと、透明なカバープレートと複数の太陽電池とから成る複合物との間には、プラスチックから成る粘着層または付着層が、射出成形法によって形成されている。上記保持フレームの下部支持リムには、上記光電池モジュールを搭載するための試錐孔が設けられている。しかしながら、上記保持フレームにおいて、透明のカバープレートと複数の太陽電池とから成る材料複合物を密封して収容することは、比較的複雑である。
【０００６】
従って、簡素なフレームホルダーを提供するために、上記フレームの密封を、プラスチックにより形成する試みが以前からなされていた。この場合、該プラスチックは、適切な方法で、光電池モジュールの端部に、射出成形されるか、発泡されるか、または、鋳造される。この提案は、例えばドイツ出願公開ＤＥ２８３２４７５号に、概ね記載されている。
【０００７】
さらなる提案が、ＵＳ４，８３０，０３８号、および、その対応出願ＵＳ５，００８，０６２号に記載されている。ここでは、太陽電池は、透明のカバープレートとともに射出成形金型の中に導入されており、該射出成形金型は、この射出成形によって、上記光電池モジュールを囲むフレームを形成するように設計されている。特に、材料として開示されているものはポリウレタンである。上記プラスチックフレームに、電気的接続手段、つまりプラグインコネクタを、射出成形によって同時に集積することも可能である。組立後には、特に風吸引による力を考慮する必要がある。該力を、上記プラスチックフレームだけによって、機械的結合手段に伝達させることは困難である。加えて、このような光電池モジュールの組立には、追加的留め具が必要である。従ってこのような光電池モジュールは、通常、アルミニウムフレームまたはプラスチックフレーム内において用いられ、そのため、さらにコストが上昇する。
【０００８】
ＵＳ５，７４３，９７０号には、さらなる光電池モジュールが開示されている。この光電池モジュールでは、上記モジュールを封入するために、上記太陽電池の背面にポリマーが射出成形されている。このプラスチックの背面は、好適な構造物、例えばハウジングを形成可能であることも開示されている。
【０００９】
さらに、ＤＥ１９８１４６５２Ａ１号、ＤＥ１９８１４６５３Ａ１号、および、ＤＥ２０２２０４４４Ｕ１号には、多層から成る複合物の筐体を含む光電池モジュールが開示されている。ここでは、少なくとも１つの層は、ポリカーボネートから成り、少なくとも１つのさらなる層は、フッ素含有ポリマーから成る。
【００１０】
上記モジュールが日陰になり逆方向に動作する場合の、出力損失を妨げるため、または、該モジュールが損傷されることを防ぐために、通常、シリコンベースのバイパスダイオードが用いられている。ここでは、該バイパスダイオードと光電池モジュールとは、互いに、逆平行の構成に組み合わされており、該バイパスダイオードは、割り当てられた光電池モジュールが照射される時には逆方向に動作するようになっている。この場合、上記光電池モジュール内の電流がその通常の動作時に低減されることによって電力効率が低減することを回避するためには、極めて低い逆電流を有するバイパスダイオードが好ましい。
【００１１】
従来技術によれば、上記バイパスダイオードは、通常、上記光電池モジュールの背面に接続されているか、または、該背面に直接貼り付けられているコネクタコンセント内に配置されている。上記バイパスダイオードは損失を誘発する部材であるので、該バイパスダイオードおよびその近傍（上記太陽電池を含む）が必然的に加熱され、結果として、光エネルギーを電気エネルギーに変換する際に、一定の効率低減が生じる。
【００１２】
ＤＥ１０３９３２１４Ｔ５号には、太陽電池とその製造方法とが開示されており、ここでは、該太陽電池の半導体構造物内には、バイパスダイオードが集積されている。従って、該バイパスダイオードの構成内に生じた損失が、結果的に該太陽電池の配列を加熱し、効率を低減させる。
【００１３】
ＥＰ７６８７２０Ｂ１号には、バイパスダイオードが集積された太陽電池が開示されており、該バイパスダイオードは、該太陽電池の裏面の凹部内に配置されている。従って、該バイパスダイオードの加熱は、直接、該太陽電池の加熱につながり、効率を低減させる。
【００１４】
この分野においては、高レベルの研究開発が行われているが、比較的簡単に、および／または、設計上有効に、電気的に接続することが可能な複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムを提供するには、さらなる改善の必要がある。
【００１５】
ＤＥ１０１０５７１８Ｂ４号には、ソーラーパワーシステムが開示されている。Ｕ字型の支持形状が支持構造物を形成し、該支持構造物の中には、上記光電池モジュールが、垂直、または、斜めにぶら下がって取り付けられることが可能である。上記光電池モジュールの背面には、支持形状のボルトに係合する懸垂フックが配置されている。さらに、上記光電池モジュールの背面には、コネクタプラグが設けられている。上記光電池モジュールを上記支持形状内に懸垂させる場合には、組立プロセス中に、ともに差込可能な複数の接続プラグを差し込んで、複数の上記光電池モジュールを電気的に相互接続させる。このプラグイン本体内、または、対応するコネクタコンセント内には、バイパスダイオードを収容することが可能である。しかしながら、上記光電池モジュールを上記支持形状内に懸垂する場合に、該光電池モジュールを、特に平らにまたは傾けて配向させることは、不適当である。上記接続プラグを差し込むときの力を、事前に正確に特定することは不可能である。
【００１６】
ＤＥ４１４０６８３Ａ１号、および、ＤＥ４１４０６８２Ａ１号には、ソーラーパワーシステムが開示されており、該システムでは、上記光電池モジュールは、保持フレームを備えている。該保持フレームは、プラスチックから成り、その全４面に接続フランジを有している。該フランジの接触面には、凹部として形成されたプラグが設けられている。上記光電池モジュールは、相互に薄片によって接続されており、該薄片は、上記接続フランジを部分的に覆っていると同時に、隣接する光電池モジュール内の割り当てられたプラグに係合する接続ピン配列を有している。上記薄片には、ネジによって、ルーフ構造物、または、ファサード構造物と接続させるために開けられた貫通孔が設けられている。しかしながら、上記接続フランジは、一定の幅を有する必要があり、これは結果として、システム効率を低減させる。このシステムの組立は、上記薄片をネジで強く締める必要があるため、比較的複雑である。
【００１７】
ＷＯ９９／６３１９３号には、光電池モジュール用の取り付けデバイスが開示されており、ここでは、該光電池モジュールは、２つのクランプ部材の間で保持されている。上記光電池モジュールを無張力で保持するために、鐘状の連結具、および、持続的な弾性を有するスプリング部材が、補強材の形に設けられており、これによって、上記２つのクランプ部材のうちの１つのクランプ部材に対する上記光電池モジュールの相対運動が可能になる。
【００１８】
ＥＰ０９７７２７４Ａ２号には、複数の光電池モジュールを有する太陽熱システムが開示されており、各該光電池モジュールは、１つの保持フレームプロファイル内に保持されている。上記保持フレームプロファイル内には中空スペースが形成されており、該中空スペースでは、隣接する光電池モジュールを電気接続させる電気ケーブルが、隠されて保護されながら配線されている。上記保持フレームは、固定ボルトによって、家のルーフ上または保持構造物上に直接固定されるが、隣接する光電池モジュールを電気接続させるには、接続プラグを手で差し込む必要がある。
【００１９】
ＥＰ０９９９６０１Ａ１号には、光電池モジュールの背面に接続して、隣接する光電池モジュール同士の電気接続を可能にする接続ボックスが開示されている。該接続ボックスは、密封された状態に形成されている。隣接する光電池モジュール同士を電気接続させるためには、電気接続プラグを手で差し込む必要がある。上記光電池モジュールを機械的に保持することについては、開示されていない。
【００２０】
ＵＳ５，５７１，３３８号には、光電池モジュールを、連続的な形状として形成された取り付け支持体に取り付けることが開示されている。隣接する２つの光電池モジュールの機械的な接続は、Ｕ字型の保持クランプが行なっており、該保持クランプは、一方では上記取り付け支持体に係合されて、これに固定されており、他方では、接続される光電池モジュールの保持フレーム内に形状締結結合して係合されている。隣接する２つの光電池モジュール同士を電気接続させるには、電気接続プラグを手で差し込む必要がある。
【００２１】
ＥＰ０５０００６６Ａ１号には、光電池モジュールの保持フレームの一般的な構成を開示されている。直接互いに接して隣り合って配置された複数の光電池モジュールによって、ソーラーパワーシステムが形成されている。隣接する２つの光電池モジュール同士を電気接続させるには、電気接続プラグを手で差し込む必要がある。
【００２２】
ＷＯ０１/７５３７７Ａ１号には、個々の光電池モジュールが、屋根瓦のように重なり合って配置されたソーラーパワーシステムが開示されている。これら光電池モジュールは、それぞれ、１つの保持フレームで囲まれている。隣接する２つの光電池モジュール同士を電気接続させるには、電気接続プラグを手で差し込む必要がある。
【００２３】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、複数の光電池モジュールを備えた、形成および組立が容易なソーラーパワーシステムを提供することにある。該システムでは、上記複数の光電池モジュールを、比較的簡単に、および／または、設計上有効に、電気的に相互接続させることが可能である。
【００２４】
この目的、および、さらなる目的を、本発明に従って、請求項１に係る特徴を有するソーラーパワーシステムによって達成する。さらなる有効な実施形態は、従属請求項の対象である。
【００２５】
従って、本発明は、少なくとも１つの取り付け支持体、および、複数の光電池モジュールを含むソーラーパワーシステムに基づいている。該複数の光電池モジュールは、上記１つの取り付け支持体または複数の取り付け支持体上に取り付けられているとともに、好適な構成において電気的に相互接続されている。つまり、消費電力と、上記ソーラーパワーシステムが取り付けられるルーフカバーまたはファサードの構造的な条件とに適合している。ここでは、上記取り付け支持体は、各光電池モジュールを収容する、マトリクス配列に設けられた複数の平面を有するフレームの形に設計されていることが可能である。さらなる一実施形態では、上記ルーフカバーまたはファサード上に互いに平行に取り付けられた形状で、上記取り付け支持体を形成する。さらに、上記ソーラーパワーシステムは、上記光電池モジュールを上記取り付け支持体上に保持する複数の保持部材と、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の接続部材とを備えている。
【００２６】
本発明によれば、上記光電池モジュールは、端部において、プラスチック（より好ましくは弾性プラスチック）から成る保持フレームに少なくとも部分的に囲まれている。ここでは、上記保持フレーム内には、機械的連結手段と少なくとも１つの接続プラグが集積されており、該機械的連結手段は、対応する保持部材と形状締結結合することによって相互作用し合っている。
【００２７】
本発明では、上記形状締結結合、および、上記機械的連結手段と上記接続プラグとを上記プラスチックの保持フレーム内に集積することによって、上記光電池モジュールを、正確且つ信頼性を伴って付着させて、電気的に相互接続させることが可能である。本発明では、上記保持フレームは、射出成形、または、金型で支えた射出成形によって、極めて低い誤差で製造可能である。従って、本発明に係る光電池モジュールを、極めて容易に、上記取り付け支持体上において位置合わせして、固定することが可能である。
【００２８】
さらなる一実施形態では、上記機械的連結手段は、上記保持部材に、分離可能に、ラッチされているか、または、連結されている。本発明では、これによって、より正確な保持力を設定することが可能であり、該保持力は、この電気的プラグイン接続を確立するための接触力も決定する。この場合、上記光電池モジュールを相互接続させる電気的プラグイン接続を行うことが出来る最小力を、上記ラッチまたは連結によって予め特定することが可能である。加えて、さらなる一実施形態では、好適にラッチすることによって、上記光電池モジュールを、対応する保持部材または取り付け支持体に対して、機械的プレストレスを施すことが可能である。
【００２９】
さらなる実施形態では、各上記取り付け支持体内、または、上記各取り付け支持体上には、バイパスダイオードが設けられている。これによって、太陽電池から空間的に隔離されることが可能であるので、該バイパスダイオードの加熱が、直接的に上記太陽電池に加わることがない。よって、光電子の効率は低減されない。従って、本発明に係るソーラーパワーシステムをより効率的に動作させることが可能である。
【００３０】
上記取り付け支持体のバイパスダイオードの配置は、特に、該取り付け支持体が中空形状として形成されているならば、容易に実現可能であり、該中空形状の中空スペースは、外部から容易に接近することが可能である。好ましい一実施形態では、各上記バイパスダイオードは、上記取り付け支持体の上に直接設けられている。これによって、周囲環境の影響から保護するとともに、電気接触を容易にするために、上記バイパスダイオードは、電気コネクタまたはそのようなものが備えられた個別のハウジング内に収容されていることが好ましい。上記各ハウジングは、上記取り付け支持体上に直接配置されているか、または、直接取り付けられている。
【００３１】
第１の実施形態では、上記ハウジングは、上記保持部材から分離した状態で形成されている。しかしながら、さらなる一実施形態では、このようなハウジングは、同時に、接続部材または保持部材としても機能し得る。この部材は、上記光電池モジュールを電気的に相互接続させることに応じた、取り付け支持体上の所定の位置に取り付けられているので、上記光電池モジュールは、該接続部材によって保持され得る。
【００３２】
この場合、上記取り付け支持体は、上記接続部材が、割り当てられた取り付け支持体上の任意の点において固定されて、特に無段で移動可能であるように、設計されていることが特に好ましい。さらなる一実施形態では、上記接続部材は、上記割り当てられた取り付け支持体内の所定の点でラッチされることが可能である。このため、上記取り付け支持体上には、収容される光電池モジュールの形状寸法に適合した好適な格子寸法のラッチ部材が設けられており、該ラッチ部材の中には、上記接続部材がそれぞれラッチされていることが可能である。従って、組立中には、これらラッチ点だけを探すだけでよい。従って、実際には、上記接続部材が誤った間隔で取り付けられることは不可能であり、組立の速度および信頼性は、たとえ非熟練の労働者が行う場合であっても、著しく増大する。
【００３３】
さらなる一実施形態では、上記取り付け支持体は、例えば、正方形または長方形の断面を有する連続的な形状として形成されている。ここでは、該連続的な形状は、縦方向に伸びる少なくとも１つの凹部または溝、および／または、縦方向に伸びる少なくとも１つの凸部を伴って形成されていてもよく、該連続的な形状の中には、対応して形成された上記接続部材のラッチ手段が係合される。ここでは、この縦方向の凹部、または、縦方向の凸部は、上記接続部材を確実に保持する好適な形状によって、特にＴ字型の溝として形成されていることが可能である。
【００３４】
光電池モジュールのマトリクス配置では、状況に応じて、水平に隣接している光電池モジュール同士、または、垂直に隣接している光電池モジュール同士を、相互接続させる必要がある。このような相互接続を確実に行うために、さらなる一実施形態では、機械的連結手段、および／または、１つまたは複数の接続プラグが、同一位置における、長方形または正方形の光電池モジュールの対向し合う縦方向の面の上に、該光電池モジュール同士が、状況に応じた上記取り付け支持体上の異なる回転位置に取り付けられるように設けられている。これによって、その各回転位置に応じた、該光電池モジュール同士の好適な電気相互接続が可能になる。
【００３５】
特に、上記機械的連結手段、および／または、上記１つまたは複数の接続プラグを、同一位置における上記長方形または正方形の光電池モジュールの対向し合う側面上に、第１の回転位置において水平方向に隣接する光電池モジュールへの電気接続を形成し、好ましくは該第１の回転位置に対して１８０度回転した、異なる第２の回転位置において垂直方向に隣接する光電池モジュールへの電気接続を形成可能であるように設けてもよい。
【００３６】
またさらなる一実施形態では、上記保持フレームのプラスチック材内には、定着手段または保持手段を集積させており、例えば組立後の風吸引のような場合には、上述の接続手段、および／または、配向手段が、該保持フレームと切り離されるか、または、該保持フレームから切り離されることを防止している。このような定着手段を、特に該保持フレーム内に集積された形状として形成することが可能であり、この形状は、少なくとも部分的に該保持フレームの周方向に伸びており、この形状には、上記接続手段、および／または、配向手段が係合して、この形状を上記保持フレーム上で保持している。
【００３７】
さらなる一実施形態では、上記ソーラーパワーシステムは、従属請求項にも記載される少なくとも１つのインバータモジュールをさらに含む。該インバータは、上記光電池モジュールと同じ外観を有し、光電池モジュールの構成内の好適な位置において、上記取り付け支持体上に取り付けられている。
【００３８】
従って、本発明のこのさらなる形態は、特に、上述のようなソーラーパワーシステムのためのインバータモジュールに関する。
【００３９】
従来技術のインバータモジュールは、通常、光電池モジュールの構成から離間して設けられているため、比較的高価な複数のＤＣ配線の取り付けが必要であるのに対して、本発明では、上記インバータモジュールと上記光電池モジュールとの間の配線経路は、より短く且つより低価格になるように設定することが可能である。外観からは、上記インバータモジュールと上記光電池モジュールとを見分けることは出来ないため、該インバータモジュールは、光電池モジュールの構成内の任意の位置に配置されることが可能であり、本発明に係るソーラーパワーシステムは、電気的な要件と構造的な条件とに対して、さらに柔軟に適合され得る。
【００４０】
従って、上記インバータモジュールは、上記光電池モジュールと同一の機械的構造を有していることが好ましく、特に、上述の方法のような同一の方法で、上記取り付け支持体上に取り付けられることが好ましい。
【００４１】
さらなる一実施形態では、上記インバータモジュールは、特に１つのカバープレートを含み、該カバープレートは、下層にあり、背面膜または背面被膜を備える光電池モジュールの太陽電池構成を有する透明なカバープレートの色に色合わせされている。ここで用いる色合わせとは、特に、上記インバータモジュールが、外観を損ねることなく調和しながら光電池モジュールの構成内にはめ込まれることが可能な、同一の配色設計、または、コントラストを少々有する配色設計を意味することが理解できるであろう。例えば、上記インバータモジュールは、灰色の光沢を有するシートを備えた表面を有していることが可能であり、および／または、該インバータモジュール上のカバープレートは、該光電池モジュールに応じて、わずかに青みがかった光沢を有する表面を有していてもよい。その一方で、上記光電池モジュール上のカバープレートは、通常、わずかに青みがかった光沢を有する表面を有しているが、これは、上記太陽電池に用いられる材料に左右される。
【００４２】
本発明のさらなる形態は、さらに、ソーラーパワーシステムの組立方法に関し、これについては、以下により詳細に記載する。
【００４３】
〔図面の簡単な説明〕
以下に、本発明を、添付の図面を参照しながら例示して説明する。該図面からは、さらなる特徴、利点、および、達成する目的が明らかになろう。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。
【００４５】
図２ａおよび図２ｂは、図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【００４６】
図３ａ〜図３ｃは、図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【００４７】
図４ａ〜図４ｄは、図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【００４８】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的な形状として構成された取り付け支持体の部分的な透視展開図である。
【００４９】
図６は、組み立られた状態にある、図５に係るシステムを示す図である。
【００５０】
図７は、本発明の第２の実施形態の一変形例に係る、対応するシステムを示す図である。
【００５１】
図８は、上記保持フレームの背面にプラグが集積されたコネクタを有する光電池モジュールと、本発明に係るソーラーパワーシステムにおける電気的接続部材の対応する接続ソケットとを概略的に示す、部分的な断面図である。
【００５２】
図９ａは、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図である。
【００５３】
図９ｂは、本発明に係るコネクタプラグを有する光電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【００５４】
図９ｃは、コネクタプラグが設けられた、本発明に係るインバータモジュールを示す平面図である。
【００５５】
図１０は、本発明のさらなる一実施形態に係る、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図であり、該１つのインバータモジュールの選択的に実現可能な異なる２つの実施形態を重ねて示す図である。
【００５６】
図１１は、図１０に係る実施形態における、コネクタプラグが設けられた１つのインバータモジュールを示す平面図である。
【００５７】
図１２は、本発明に係るインバータモジュールの概略的な断面を示す図である。
【００５８】
図１３は、本発明に係る光電池モジュールを示す透視展開図である。
【００５９】
図１４は、機械的配向手段、および、機械的接続手段を有する、図１３に係る光電池モジュールを示す概略的な断面図である。
【００６０】
図１５ａ〜図１５ｃは、本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【００６１】
これら図面では、同一の参照番号は、同一またはほぼ同等の、部材または部材の群を示すものである。
【００６２】
〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。該ソーラーパワーシステムは、互いに離間されるか、または、フレーム状に配置された、平行な複数の取り付け支持体５０を備え、該複数の取り付け支持体の上には、保持部材１００、および、電気的接続部材として機能するダブルブリッジ６０が取り付けられている。以下に説明するように、４つの保持部材１００が、上記保持フレームの角領域内に配置された保持スタッド３０を形状締結結合してラッチする、または、連結することによって、各光電池モジュールを固定している。保持スタッド３０を連結するときには、同時に、上記保持フレームの下面の角領域内に配置された、複数のコンタクトプラグまたはコンタクトソケットが、ダブルブリッジ６０の対応するコンタクトソケットまたはコンタクトプラグ７３に差し込まれる。これによって、隣接する２つの光電池モジュール同士を電気的に相互接続することを実現する。
【００６３】
図１では、取り付け支持体５０は、正方形の断面を有する連続的な形状、例えばアルミニウムが押出された形状として形成されている。取り付け支持体５０の縦の側面には、２つのＴ字溝５１が形成されており、該Ｔ字溝の中には、対応して形成されたラッチ部材が係合する。これについては以下に説明する。図１に係る実施形態の具体例では、上部プロファイルリム５３が、連続的な形状部５０の側壁５２を超えて突出しており、保持部材１００の側壁１０１（図２（ａ）参照）および横状ウェブ１０３が、該上部プロファイルリム５３を囲んでいる。従って、部材１００は、取り付け支持体５０によって、ガイドレールのように縦方向に移動可能に誘導されており、ここでは、保持部材１００は、取り付け支持体５０の縦方向に対して垂直方向には、最小限の遊びで誘導されるとともに、垂直に上方向には、最小限の遊び、または、保持部材１００の横状ウェブ１０３から底部１０２までの距離によって予め決定される遊びで誘導される。図２（ａ）によれば、底部１０２内には、試錐孔１１３が形成されており、この孔の中には、取り付け支持体５０のＴ字溝５１に対応して形成されたプロファイル部材を有する、皿頭ネジまたはこれに匹敵する固定部材が挿入される。上記皿頭ネジが締結される時には、上記プロファイル部材は、保持部材１００の縦方向の位置を固定するようにＴ字溝５１に係合して、保持部材１００を締め付ける。
【００６４】
図２（ａ）および（ｂ）では、２つの曲線部材１０９によって形成される鉤爪が、保持部材１００の側壁１０１に取り付けられた軸１０５の上に実装されている。上記鉤爪は、バネ部材または同様のものによって、図２（ｂ）に示す連結位置にプレストレスされ得る。図２（ａ）では、曲線部材１０９内には、偏心した円周状の溝１０９が形成されており、該偏心した円周状の溝１０９は、導入斜面１０８を備える導入開口部１０７を介して外部に向かって開口して、光電池モジュールの保持スタッド３０を誘導する。さらに、保持部材１００の側壁１０１では、回転軸１０５の上方に、２つの半円形の窪み１０４が形成されている。これら２つの半円形の窪みは、それぞれ、保持フレーム１０の側面から垂直に突出している保持スタッド１０を収容して、光電池モジュールを連結させる。図２（ａ）に係る鉤爪の回転位置では、上記保持スタッドは、偏心した溝１０９の導入開口部１０７の中に配置される。ここでは、導入斜面１０８が、保持スタッド３０を半円形の窪み１０４の中に確実に誘導する。偏心した溝１０９を移動させることによって、状況に応じて、上記光電池モジュールの保持部材１００に対する機械的プレストレスが実現される。
【００６５】
図１では、隣接する２つの光電池モジュール間には、隙間が残り、回転軸１０５の長さは、保持フレーム１０の幅の２倍の長さよりも、この隙間の幅だけ長い。よって、回転軸１０５の外周上に形成された六角挿入ビット１１２を、工具、例えば上記隙間に係合するレンチによって動作させて、回転軸１０５を図２ｂの回転位置まで回すことが可能である。ここでは、１つまたは複数の保持スタッド３０は、隣接する２つの光電池モジュールによって、偏心した溝１０９内に収容され、最終的に、窪み１０４および溝１０９の底部１１１から形成される収容部材内にしっかり固定されて収容される。これによって、取り付け支持体５０の縦方向とこれに垂直な方向とにおける、上記光電池モジュールの位置が確定される。しかしながら、このような収容部材の一実施形態は、決して強制ではない。
【００６６】
図１では、保持スタッド３０は、保持フレーム１０の角領域内の正方形の凹部１８の中に配置されており、保持フレーム１０の側壁を超えて突出してはいない。保持部材１００内に保持スタッド３０を連結させる際には、凹部３０の中に、軸方向に移動可能な鉤爪によって形成される連結機構が収容される。連結された位置においては、保持フレーム１０は、保持部材１００の側壁１０１および底部１０２によって形成された収容部材に、しっかり固定されて収容される。これによって、ねじれ剛性が増大する。
【００６７】
保持部材１００は、プラスチックを射出成形または鋳造して形成されているか、若しくは、金属材料から製造されていることが有効であることは、当業者には容易に明らかであろう。
【００６８】
図３（ａ）〜（ｃ）は、光電池モジュール同士を電気的に相互接続するダブルブリッジ６０を示す図である。ダブルブリッジ６０の上面には、４つのプラグソケット７３が、正方形の配列に配置されている。上記ダブルブリッジの下面には、突起部６７および横状ウェブ６８によって形成されたプロファイル部材が形成されている。該プロファイル部材は、取り付け支持体５０のＴ字溝５１（図１参照）の形状に対応して形成されており、この形状に係合する。取り付け支持体５０上の、２つの保持部材１００の間にある上記ダブルブリッジの縦方向の位置は、保持部材１００を固定するときに自動的に決定される。さらなる一実施形態では、上記ダブルブリッジは、保持部材１００を備える一続きの部材であるか、または、少なくとも１つの保持部材１００に接続されていることが可能である。
【００６９】
垂直方向に隣接する２つの光電池モジュールを相互接続するか、または、水平方向に隣接する２つの光電池モジュールを相互接続するかに応じて、上記ダブルブリッジの対向する２つのコンタクトソケット７３は、公知の方法によって、垂直方向、または、水平方向に相互接続される。ダブルブリッジ６０内には、少なくとも１つのバイパスダイオードが設けられていてもよく、該バイパスダイオードは、割り当てられた光電池モジュールが照射されたときに逆方向に動作する。上記ダブルブリッジのハウジングは、プラスチックを射出成形して形成することが有効であることは、当業者には容易に明らかであろう。
【００７０】
図４（ａ）〜（ｄ）は、光電池モジュールの保持フレーム１０の角領域を、異なる図によって示すものである。図４（ａ）によれば、保持フレーム１０内には、垂直に上に向かって伸びるコンタクトプラグ４０が集積されている。これについては、以下にさらに詳細に説明する。コンタクトプラグ４０に隣接して、保持スタッド３０が内部に設けられた凹部３０が配置されている。ここで、ダブルブリッジ６０が直接保持部材１００に密接している場合には、コンタクトプラグ４０と保持スタッド３０との間の距離は、半円形の窪み１０４（図１参照）とダブルブリッジ６０の上面の対応するプラグソケット７３との間の距離によって決定される。
【００７１】
図１に係るソーラーパワーシステムを取り付けるために用いられる方法は、以下の通りである。最初に、上記取り付け支持体を、上記光電池モジュールの寸法に適合する所定の間隔で、ルーフ構造物またはファサード構造物上に固定する。その後、取り付け支持体５０内に、保持部材１００およびダブルブリッジ６０を差し込んで配置する。その後、保持部材１００およびダブルブリッジ６０の上に、上記光電池モジュール（および、状況に応じて、追加的に、図１２に関連して説明する１つ以上のインバータモジュール）を、上述の方法で配置する。この位置では、保持部材１００は、取り付け支持体５０の上をまだ自由に移動可能である。しかしながら、他の一実施形態では、この段階で既に、保持部材１００を、取り付け支持体５０上にしっかりと固定してもよい。その後、ルーフ構造物またはファサード構造物上の上記光電池モジュールの位置をもう一度確認して、状況によっては、取り付け支持体５０に沿って上記光電池モジュールを移動させて位置を補正する。その後、保持部材１００の鉤爪１０９を隣接する２つの光電池モジュール間の隙間に係合する工具によって回し、これによって、上記光電池モジュールを保持部材１００にしっかり固定して接続させる。その後、例えば上述の皿頭ネジを締結することによって、取り付け支持体５０上の保持部材１００の位置を固定する。保持部材１００上の光電池モジュール同士を連結するか、または、ラッチする場合には、上記モジュールを、上記連結機構によって予め決定された力で、上記ダブルブリッジに対して押さえて、上記接続プラグを所定の接触力で差し込む。
【００７２】
上記光電池モジュールを再び取り外すために保持部材１００をいつでも再び開錠すること、または、保持部材１００と光電池モジュールとの位置を補正するために上記取り付け支持体上を緩めることが可能であることは、当業者には容易に明らかであろう。例えば、風圧または風吸引、雪荷重、熱応力または同様のものによって生じる張力が、上記光電池モジュールの中に導入されることを低減するか、または、回避するために、上記保持部材には、弾性を補償するものを設けることが可能である。例えば、側壁１０１の回転軸１０９を弾力的に取り付けること、回転軸１０９および／または側壁１０１を弾性材料より形成すること、鉤爪１０９を弾性材料より形成すること、上記保持フレーム内の保持スタッド３０を弾性材料より形成するか、または、該弾性材料の上に弾力的に取り付けること、若しくは、保持部材１００の下面に持続的弾性を有する補強材を設けることが可能である。
【００７３】
上記光電池モジュールの保持フレームにおいて、上記光電池モジュールを上記取り付け支持体上に形状締結結合して接続させることを実現するために、他の部材を設けてもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。該他の部材とは、公知の方法によって、適合する上記保持部材の連結機構またはラッチ機構と相互に作用する部材である。
【００７４】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的な形状として形成された取り付け支持体を示す図である。図５では、連続的な形状として形成された取り付け支持体５０は、クランプのように、Ｕ字型の断面を有する接続部材６０に囲まれている。接続部材６０の真中では、底部６３から垂直に突き出ている２つの側壁６２によって、取り付け支持体５０を縦方向に収容する、縦方向に伸びる中央収容部材６１が形成されている。組み立てられた状態では、側壁６２は、取り付け支持体５０の側壁に密着している。側壁６２からは、圧力バネによって内部に向かってプレストレスされているラッチピン６５が突出している。組み立てられた状態では、ラッチピン６５の先端が、対応する取り付け支持体５０のＴ字溝５１の中に突出して、接続部材６０の位置を、取り付け支持体５０に対してラッチする。この場合、取り付け支持体５０内、例えばＴ字溝５１の底部には、ラッチピン６５をラッチ位置に誘導する、割出し用止まり穴を設けてもよい。ラッチするためには、ラッチピン６５をＴ字溝５１に係合させ、接続部材６０を、縦方向に取り付け支持体５０に沿って、ラッチピン６５の先端が該割出し用止まり穴の中に係合するまで押圧する。これら割出し用止まり穴同士の間隔は、これらが上記取り付け支持体上にしっかり固定されて取り付けられ得るように、上記光電池モジュールの長さまたは幅に調整されている。これについては以下にさらに詳細に説明する。
【００７５】
図５に示すように、取り付け支持体５０の左面の接続部材６０の上面には、コンタクトピン７５を備えるコネクタプラグ７４が設けられており、該取り付け支持体の右面には、コンタクトピン７１を備えるコネクタプラグ７０、および、コンタクトソケット７３を備えるアウトレット７２が配置されている。コンタクトピン７１およびコンタクトソケット７３は、バイパスダイオード８０を備える接続ライン８１によって、互いに導電的に接続されている。接続部材６０に差し込まれた当該光電池モジュールが照射されたときには、このバイパスダイオード８０が逆方向に動作し、日陰にある場合には、対応する光電池モジュールがバイパスダイオード８０によってブリッジされるように、バイパスダイオード８０は切り替えられる。図５によれば、さらなるライン７６が、コネクタコンセント７２を、取り付け支持体５０の反対側にあるコネクタプラグ７４に接続させている。図６は、組み立てられた状態にある、図５に係るシステムを示す図であり、ここでは、ラッチピン６５が取り付け支持体５０のＴ字溝５１の中に突出して、接続部材６０が垂直に引き上げられないように、固定している。
【００７６】
上記第２の実施形態に係るソーラーパワーシステムの組み立て方法は、以下の通りである。最初に、図５に示すように、複数の取り付け支持体が、ルーフカバー、ファサード、または、同様のものの上に、平行且つ互いに離間された配置で取り付けられており、上記取り付け支持体間の間隔は、取り付けられる光電池モジュールの長さまたは幅に対応している。さらなる一変形例では、この様に取り付けられた取り付け支持体に対して垂直な、対応して形成されたさらなる取り付け支持体が、平行且つ互いに離間されて配置されており、ここでは、交差点において、上記取り付け支持体のプロファイルの好適な凹部が設けられている。
【００７７】
そして、図５に示すように、上記取り付け支持体の長さに沿った好適な位置にある接続部材６０を、取り付けられる光電池モジュールの各角に取り付けることが可能である。つまり、一実施形態の具体例では、ラッチピンを上記取り付け支持体のＴ字溝内にラッチさせることによって、上記接続部材を取り付けることが可能である。ここでは、該接続部材は、上記取り付け支持体に沿って縦方向に自由な移動が可能であるように配置されている。好ましい一実施形態では、上記接続部材は、取り付けられる光電池モジュールの長さまたは幅に応じた所定の位置においてのみ、上記取り付け支持体に付着されていることが可能である。このために、上述の位置合わせ手段、例えば割出し用止まり穴を設けてもよい。
【００７８】
そして、図８に概略的に示すように、上記光電池モジュールを、上記接続部材上に配置して、保持フレーム１０（図４参照）の下面に設けられたコネクタプラグ４０、および／または、プラグソケットを、接続部材６０（図５参照）の上面に設けるとともに対応して形成されたプラグソケット、および／または、コネクタプラグに係合させる。これによって、プラグインされた光電池モジュールの電気的な接触を実現する。ここでは、接続部材６０内の接続ライン７６は、同時に、取り付け支持体５０の反対側にプラグインされた光電池モジュールとの電気的な接続を実現する。従って、上記取り付け支持体の横方向に並んで対向し合う光電池モジュール同士を直列接続させることが可能である。この場合、図５では右手側に配置された光電池モジュールには、バイパスダイオード８０がつながっており、該ダイオードは、図５の右手側にある光電池モジュールが照射されたときには逆方向に動作し、日陰に入ったときにはこの光電池モジュールをブリッジする。
【００７９】
日陰の場合に、割り当てられた光電池モジュールをブリッジするように、上記取り付け支持体の縦方向に隣接する光電池モジュール同士を互いに接続するために、図７では、さらなる種類の接続部材６０´が設けられている。該接続部材では、プラグソケット７２につながれた、コネクタプラグ７４およびコネクタプラグ７０が、取り付け支持体５０の同一の面、且つ、同一の接続部材６０´内に配置されている。コネクタプラグ７０およびプラグソケット７２は、バイパスダイオードによって相互接続されており、対応して形成されたソケット、および、対応して形成された第１の光電池モジュールのプラグを収容するためのものである。取り付け支持体５０の縦方向に隣接する光電池モジュールとの接続は、接続ライン７６およびコネクタプラグ７４を介して行われる。
【００８０】
このようにして、上記取り付け支持体に、２つの種類の接続部材を好適な形状に配置することによって、例えば図９（ａ）に示す複数の光電池モジュールの好適な電気相互接続を実現することが可能である。図９（ａ）では、Ａ〜Ｏの文字で示された光電池モジュール１が、アルファベット順に直列接続されている。上記ソーラーパワーシステムは、全部で１５個の光電池モジュール１と１つのインバータモジュール９０とを備え、該インバータモジュールは、光電池モジュール１の外観とほぼ同一の外観に形成されており、特に、同一の表面の色および表面の設計、または、隣接する光電池モジュールに適合した表面の色および表面の設計を有している。
【００８１】
このようなインバータモジュール９０の断面図を、例えば図１２に示している。このインバータモジュール９０は、光電池モジュールに匹敵する機械構造を有している。該光電池モジュールについては、図８および図１４に示すとともに以下に詳細に説明する。上記太陽電池の代わりに、カバープレート２´の背面には、好ましくは１つのハウジングまたはプラスチック内に封入された実際のインバータ９３が配置されている。図１２に示すように、カバープレート２´の背面の残りは、プラスチック１７で覆われていることが可能であり、該プラスチックは、特に、保持フレーム１０と一体に形成されていてもよい。インバータ９３との電気的な接触は、背面側で、ターミナルラグ４３およびコンタクトピン４１を介して行われる。これについては、図８に係る光電池モジュールに関連して以下にさらに詳細に説明する。
【００８２】
光電池モジュール１の電気接触を図９（ｂ）に示す。これに示すように、上記モジュールの右上端部にはプラス端子８５が設けられ、上記モジュールの右下端部にはプラス端子およびマイナス端子が設けられ、上記モジュールの左下端部にはプラス端子８５が設けられている。ここでは、上記プラグは、例えば図８に示すように、上記モジュールの保持フレームの下面に配置されている。ここでは、上記プラグインコネクタの配置は、モジュール１の真中を軸とした鏡面対象とはなっていない。これによって、上記第１の実施形態に関連して上述したように、保持部材と対応するダブルブリッジとが相互作用して、または、上記第２の実施形態に関連して上述したように、対応する第１のタイプまたは第２のタイプの接続部材によって、モジュール１の第１の回転位置では、図９（ａ）の水平に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になり、１８０度回転した第２の回転位置では、図９（ａ）の垂直に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になる。光電池モジュール１およびインバータモジュール９０が、好ましくは正方形の基本形を有しているため、および、同一の極性を有するコネクタが、上記保持フレームの縦方向に沿った同じ位置には配置されることはないため、これら２つの回転位置同士を交換することは不可能である。
【００８３】
図９（ａ）では、１つの光電池モジュールのプラス端子は、常に、隣接する光電池モジュールのマイナス端子に（つまり図６または図７に示した接続部材を介して）接続されている。この場合、各光電池モジュールには、１つの保護用バイパスダイオードが割り当てられている。該バイパスダイオードは、上記第２の実施形態では、上記接続部材内に集積されていることが好ましい。
【００８４】
インバータモジュール９０を接続するために同一の接続部材を用いているので、図９（ｃ）のインバータモジュール９０も、対応する位置にプラグインコネクタ９１、９２を有しているが、バイパスダイオードを有する必要はない。
【００８５】
図１０は、本発明のさらなる一実施形態に係る正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの電気的な列状の相互接続を示す図である。追加的に示す第２のインバータモジュールは、１つの光電池モジュールの代わりに上記第１のインバータモジュールを用いることが可能な、任意に選択可能なインバータモジュールの位置を特定するものである。
【００８６】
図１０によれば、光電池モジュール１の右上端部コーナーと左底部の角には、それぞれ、プラス端子が設けられており、該モジュールの右底部の角には、マイナス端子８５が設けられている。ここでは、上記プラグは、例えば図８に示すように、上記モジュールの保持フレームの下面に配置されている。この場合、上記プラグインコネクタの配置は、モジュール１の中心部を軸にした鏡面対象とはなっていない。これによって、上記第１の実施形態に関連して上述したような、保持部材と対応するダブルブリッジとが相互作用して、または、上記第２の実施形態に関連して上述したような、対応する第１のタイプまたは第２のタイプの接続部材によって、モジュール１の第１の回転位置では、図１０の水平方向に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になり、１８０度回転した第２の回転位置では、図１０の垂直に隣接する光電池モジュールとの相互接続が可能になる。
【００８７】
図１１は、図１２に関連して既に説明した構造を有する、図１０に係る相互接続のために設計されたインバータモジュール９０を示す図である。
【００８８】
図１３および図１４は、本発明に係るソーラーパワーシステム用の光電池モジュールを、斜視展開図、および、概略的な部分断面図を示す図である。
【００８９】
図１３によれば、全体を参照番号１で示す光電池モジュールは、ほぼ正方形の形状を有する保持フレーム１０を有し、該保持フレームは、例えばガラスまたは透明なプラスチックから成る透明なカバープレート２、および、少なくとも１つの太陽電池３（好ましくは複数の太陽電池）を含む平面状の複合物を支えている。そして、カバープレート２と上記太陽電池の配列との間には、太陽電池３が収容される、例えばＥＶＡ（ethylene-vinyl acetate）から成る透明なプラスチック層が設けられている。太陽電池３の背面は、気象耐性を有する、例えばフッ化ビニール樹脂およびポリエステルから成るプラスチック複合物膜に覆われていることが可能である。あるいは、上記太陽電池は、合成樹脂内に鋳込まれて、透明のカバープレート２に接続されていてもよい。太陽電池３は、透明なカバープレート２の端部まで完全には伸びていない。
【００９０】
プラスチック、例えばポリウレタンから成る保持フレーム１０は、上述の混合材料の端部に、射出成形されるか、発泡されるか、または、鋳造されている。また、保持フレーム１０は、カバープレート２を少なくとも部分的に、場合によっては円周状に密集して縁取っている比較的狭い外端部１１と、封入材料４の外側縁から透明のカバープレート２の外側縁までの距離に相当する幅を有する平らなサポート表面１２と、上記光電池モジュールの内面まで水平に伸びる内部凸部１４に隣接する段１３と、内部端部１５と、サポート表面１２と内部凸部１４とに平行な下面１６とを備えている。上述の混合材料の背面と内部凸部１４の上面との間には隙間が残り、該隙間の幅は、段１３の高さによって決定され、一実施形態の好ましい一形態ではおよそ５．０ｍｍである。ここでは、一実施形態の好ましい一形態では、内部端部１５の高さは、およそ３０ｍｍである。保持フレーム１０は全体として、上記端部において、上記材料複合物を縁取っている。図１３では、該材料複合物の背面には、プラスチック層１７が発泡されているか、または、射出されており、該プラスチック層は、好ましくは保持フレーム１０の材料と同じ材料から形成されている。すなわち、弾性プラスチックから形成されていることが有効である。全体的に、太陽電池３の構成は、保持フレーム１０内において、強く密封して封入された状態で保持されている。
【００９１】
好ましい一実施形態（図示していない）によれば、保持フレーム１０の上端部は、該光電池モジュールの透明のカバープレート２と同一平面上にあり、このため、該光電池モジュールに、より魅力的な外観を提供し、汚れによる被害、および／または、コケが生えることによる被害を比較的低減させる。
【００９２】
図１３によれば、保持フレーム１０内には、Ｃ字型形状部２０が集積されており、該Ｃ字型形状部は、底部として機能する下部リム２２、垂直型の接続リム２６、および、比較的短い上部リム２１を備える固着手段として機能している。ここでは、形状部２０は、光電池モジュール１の内側に向かって開口している。形状部２０は、光電池モジュール１の各縦側面に沿って伸びている。上記光電池モジュールの角において、隣接する２つの形状部２０が互いに直接縁取り出来るように、これら隣接する形状部２０は、斜めに切断されていることが有効である。しかしながら基本的には、上記光電池モジュールの角領域であっても、形状部２０は、分断部分を有することが可能である。
【００９３】
図１３によれば、所定の位置における下部リム２２内には、開口部２３、２４が配置されている。図１３と図１４とを一緒に参照することによって明らかなように、接続ピン３０の軸は、開口部２３を貫通する。つまり接続ピン３０は、形状部２０に係合する。保持フレーム１０を射出成形するか、または、発泡して形成するならば、その中に接続ピン３０を集積することが可能である。あるいは後で、例えば、雄ねじを保持フレーム１０のプラスチックの中に、および／または、形状部２０の中に締めることによって、接続ピン３０を保持フレーム１０に接続させてもよい。図１３では、接続ピン３０の先端終端部には、円錐形の先端部３１が設けられており、ここでは、上記軸に移行する領域には、円周状のラッチ凹部３２が設けられており、該ラッチ凹部は、接続ピンを、取り付けフレーム（図示していない）の対応して形成されたラッチ受け入れ部材にラッチする。
【００９４】
接続ピン３０は、図１および図４に関連して既に説明したように、保持フレーム１０の側面から突出していてもよく、保持フレーム１０内に形成された凹部内に配置されていてもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。
【００９５】
上述の固着手段を、閉鎖された中空プロファイルとして形成してもよいことは、当業者には容易に明らかであろう。該閉鎖された中空プロファイルは、上記保持フレーム内において押出し本体として機能し、結果として、さらにプラスチック材料を節約することが可能である。さらに、このような中空プロファイルは、上記保持フレーム全体の剛性を改善することが可能である。
【００９６】
図１３および図８から明らかなように、保持フレーム１０内の開口部２４の領域には、円筒形の中空スペース４０が配置されており、該中空スペースの内部の中央には、従来技術による電気プラグのコンタクトピン４１が、配置されている。ここでは、コンタクトピン４１は、保持フレーム１０のプラスチック材料内に鋳造されるか、または、発泡されるか、または、鋳造されている。コンタクトピン４１は、垂直に上方に向かって伸びるワイヤ４２に接続されて、形状部２０の上部リム２１を通り過ぎている。ワイヤ４２は、カバープレート２の背面の近傍で湾曲している。ワイヤ４２は、さらに伸びるか、または、ターミナルラグ４３に接続されており、該ターミナルラグは、上記混合材料の外側縁、特に背面側に堆積させた封入材料４を入り込んで、縦方向に好適な方法によって太陽電池３に接触している。形状部２０は、例えば従来の押出しプロファイルとして、金属から形成されていてもよい。
【００９７】
図８では、中空スペース４０の円周壁は、助材４４、または、それに匹敵する形状締結結合構造物を含み、該形状締結結合構造物は、上述のプラグが対応して形成されたプラグソケットに係合する場合に、補償的な該プラグソケットの対応して形成された形状締結結合構造物、例えば補償助材４７と相互作用して、電気的プラグイン接続を閉じる。この取り付けフレームは、図８では、概略的に参照番号３４で示されているとともに、上述の複数の取り付け支持体を備えている。
【００９８】
図８に概略的に示すように、取り付けフレーム３４内のプラグソケットは、ソケット４５の中央に配置されたプラグピン受け部４６を含み、ここでは、収容部材４６は、電気的接続部材、例えば電気的接続ケーブルに接続されている。接続部材４８は、隣接するプラグソケットに接続されており、該プラグソケットによって、隣接する光電池モジュール、または、隣接するインバータは、上記取り付けフレーム内に挿入されると同時に、電気接続される。従って、上記取り付けフレームは、複数の光電池モジュールと、任意により少なくとも１つのインバータとの好適な相互接続を実現する。特に好ましい一実施形態では、上述の機械的連結手段、および、上述の電気的接続手段は、光電池モジュールの対向し合う縦面上の、同一の位置に設けられている。この場合、上記光電池モジュールは、正方形または長方形の基本形を有していることが可能である。この構成では、上記光電池モジュールは、例えば０度、９０度、１８０度、２７０度のような異なる回転位置において、上記取り付けフレーム内に差し込まれていることが可能である。この方法では、上記回転位置を好適に選択することによって、図９および図１０に関連して既に説明したような、光電池モジュールの好適な相互接続方向が可能になる。
【００９９】
１つの光電池モジュールを挿入するときには、上記接続ピンの円錐形の先端部３１は、同時に、位置合わせ手段または誘導手段として機能し、上記光電池モジュールを好適な位置に誘導するか、または、該光電池モジュールをその場所で位置合せする。このため、本発明では、上記光電池モジュールの容易且つ迅速な取り付けが可能である。
【０１００】
以下に、一例として図１５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明に係る光電池モジュールの製造方法を説明する。図１５（ａ）に従って、透明のカバープレート２および太陽電池配列３を含む材料複合物を、槽状の鋳型５０の底部５１に配置して、底部５１にカバープレート２の上面を密着させる。該鋳型は、該底部から垂直に突き出た側壁５２を有している。上記材料複合物を製造するためには、これより以前に、カバープレート２の背面に、ウェブ状に裁断したＥＶＡ膜を配置させることが可能である。上記太陽電池は、例えば、前段階において、はんだ薄片によって鎖状に接続され、該ＥＶＡ膜を有するプレート上に正確に配置されている。その後、この個々の鎖同士を接続させる横材を配置してはんだ付けする。その後、これら全てを、例えば連続的に、ウェブ状に裁断したＥＶＡ膜、および、テドラーフィルムで覆う。このプロセスの次の段階では、上記モジュールを、低圧かつおよそ摂氏１５０度で積層する。この積層工程の間に、その時点では乳白色の上記ＥＶＡ膜は、３次元の、透明な、もはや溶融しない架橋プラスチック層に変わる。該プラスチック層には、上記太陽電池が収容されるとともに、該プラスチック層は、上記カバープレートと背面の上記膜とにしっかりと接続される。あるいは、上記ＥＶＡ膜の代わりに、熱可塑性プラスチックポリウレタン（ＴＰＵ）、または、ポリビニールブチラール（ＰＶＢ）のような、熱可塑性プラスチックから成る膜を用いるか、または、上記太陽電池を公知の方法で鋳造して、上記カバープレートに接続させてもよい。その後、図１５（ａ）に従って製造した半製品を、例えば槽状の鋳型５０内に配置する。
【０１０１】
図１５（ａ）によれば、Ｃ字型形状部２０は、鋳型５０の側壁５２から離間されて配置されている。このため、対向する鋳型５５の底部５６上に垂直に突き出ている凸部５９は、形状部２０を一時的に保持するスペーサとして用いられ得る。図１５（ｂ）では、対向する鋳型５５は、中心部が盛り上がった部分５７を有しており、該盛り上がった部分は、硬く閉まった鋳型の場合には、上述の材料複合物の背面に密着している。従って、該閉まった鋳型の側壁の近傍では、ほぼ正方形の断面を有する円周状のチャネル６１が形成される。該チャネル内には、チャネル６１の内周壁から離間されて、プロファイル２０が配置されている。盛り上がった部分５７からは、上記光電池モジュール（図１５（ａ）参照）の背面の隙間７を鋳造するために機能する凸部６０が、突出している。
【０１０２】
図１５（ｂ）では、カバープレート２の外側縁と鋳型５０の側壁５２の間には、隙間が形成され、該隙間によって、上記保持フレーム（図１５（ｃ）参照）の上部の外端部１１の幅が決定される。
【０１０３】
閉じた鋳型の場合には、上記保持フレームは、円周状のチャネル６１を充填することによって形成される。ここでは、プロセス条件自体は、従来技術により十分に公知であり、ここでさらに詳細に説明する必要はない。例として、ＵＳ４，８３０，０３８号、ＵＳ５，００８，０６２号、ＤＥ１９８１４６５２Ａ１号、ＤＥ１９８１４６５３Ａ１号、および、ＤＥ２０２２０４４４Ｕ１号に開示された、プロセス条件およびプロセス材料を参照しており、本明細書内は、上述の、開示目的の全公報の内容を明らかに含む。
【０１０４】
このようにして、最終的に、図１５（ｃ）の断面図に示した保持フレーム１０を形成する。該保持フレームは、上記カバープレートと、太陽電池３の配列とを、その端部を取り囲んで縁取りしている。凸部５９（図１５（ｂ）参照）を鋳型から外した後に、プロファイル２０の下部リム２２内の開口部２５の領域には、円筒形の中空スペース１００が残る。該中空スペースには、例えば上述の機械的連結手段が収容され得る。
【０１０５】
図１３から明らかなように、保持フレームには、さらなる部材（図１３では参照番号１７０で示される）を同時に集積させてもよい。該さらなる部材には、例えば、センサ、電気部材（例えばインバータまたはバイパスダイオード）、または、電気回路（例えば、バイパスダイオードまたはフリーホイルダイオードを有する回路、または、無線メッセージ送信のための回路）などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るソーラーパワーシステムの詳細を示す斜視展開図である。
【図２（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【図２（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持部材を示す斜視図である。
【図３（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図３（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図３（ｃ）】図１に係るソーラーパワーシステムの電気的接続部材を示す平面図、斜視平面図、および、側面図である。
【図４（ａ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｂ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｃ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図４（ｄ）】図１に係るソーラーパワーシステムの保持フレームの角領域を下から見た図、該角領域の斜視平面図、側面図、および、断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る接続部材を有する、連続的なプロファイルとして構成された取り付け支持体の部分的な透視展開図である。
【図６】組み立られた状態にある、図５に係るシステムを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の一変形例に係る、対応するシステムを示す図である。
【図８】上記保持フレームの背面にプラグが集積されたコネクタを有する光電池モジュールと、本発明に係るソーラーパワーシステムにおける電気的接続部材の対応する接続ソケットとを概略的に示す、部分的な断面図である。
【図９（ａ）】正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図である。
【図９（ｂ）】本発明に係るコネクタプラグを有する光電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【図９（ｃ）】コネクタプラグが設けられた、本発明に係るインバータモジュールを示す平面図である。
【図１０】本発明のさらなる一実施形態に係る、正方形の基部面における、１つのインバータモジュールと１５個の光電池モジュールとの典型的な電気的な列状の相互接続を示す図であり、該１つのインバータモジュールの選択的に実現可能な異なる２つの実施形態を重ねて示す図である。
【図１１】図１０に係る実施形態における、コネクタプラグが設けられた１つのインバータモジュールを示す平面図である。
【図１２】本発明に係るインバータモジュールの概略的な断面を示す図である。
【図１３】本発明に係る光電池モジュールを示す透視展開図である。
【図１４】機械的配向手段、および、機械的接続手段を有する、図１３に係る光電池モジュールを示す概略的な断面図である。
【図１５（ａ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【図１５（ｂ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【図１５（ｃ）】本発明に係る光電池モジュールの製造方法の個々のステップを示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  光電池モジュール
２、２´  透明のカバープレート 
３  太陽電池
４  封入材料
７  凹部
８  接続端部
１０  保持フレーム
１１  外端部
１２  サポート表面
１３  段
１４  内部凸部
１５  内部端部
１６  下面
１７  プラスチック層の背面
１８  機械的連結手段用凹部
１９  電気的接続手段用凹部
２０  強化手段／Ｃ字型形状部
２１  上部リム
２２  下部リム
２３  機械的連結手段用開口部
２４  電気的接続手段用開口部
２５  スペーサ５９用開口部
２６  垂直型の固着構造物／接続リム
３０  機械的接続および位置合わせ部材
３１  円錐形の先端部
３２  ラッチ凹部
３３  ネジ山
４０  コネクタプラグ
４１  コンタクトピン
４２  電気接続部材／ワイヤ
４３  ターミナルラグ
４４  形状締結結合構造物
４５  ソケット
４６  プラグピン受け
４７  形状締結結合部材
４８  電気的接続部材
５０  取り付けフレーム形状部
５１  Ｔ字溝
５２  側壁
５３  上部プロファイルリム
５５  列状相互接続
６０  端子箱／接続部材
６１  収容部材
６２  側壁
６３  底部
６５  係合手段/ラッチピン
６６  バネ
６７  凸部
６８  横状ウェブ
７０  コネクタプラグ
７１  コンタクトピン
７２  コネクタコンセント
７３  コンタクトソケット
７４  コネクタプラグ
７５  コンタクトピン
７６  電気的接続
８０  バイパスフリーホイルダイオード
８１  バイパスライン
８５  上記光電池モジュールのプラス端子
８６  上記光電池モジュールのプラス端子／マイナス端子
９０  インバータモジュール
９１  マイナス端子
９２  プラス端子
９３  インバータ
１００  保持部材
１０１  側壁
１０２  底部
１０３  横状ウェブ
１０４  中央揃え用窪み
１０５  回転軸
１０６  回転鉤爪
１０７  導入開口部
１０８  導入斜面
１０９  ラッチ凹部
１１０  曲線側面ウェブ
１１１  上記ラッチ凹部の底部
１１２  六角挿入ビット部
１１３  試錐孔
１５０  鋳型の上半分
１５１  底部
１５２  側壁
１５５  鋳型の下半分
１５６  平らな外側縁
１５７  中央部が盛り上がった領域
１５８  段
１５９  スペーサ
１６０  円周状の凸部
１６１  中空スペース
１７０  電気部材／電気回路
２００  中空スペース
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009513008.tif 000028
【図２（ａ）】
2009513008.tif 000029
【図２（ｂ）】
2009513008.tif 000030
【図３（ａ）】
2009513008.tif 000031
【図３（ｂ）】
2009513008.tif 000032
【図３（ｃ）】
2009513008.tif 000033
【図４（ａ）】
2009513008.tif 000034
【図４（ｂ）】
2009513008.tif 000035
【図４（ｃ）】
2009513008.tif 000036
【図４（ｄ）】
2009513008.tif 000037
【図５】
2009513008.tif 000038
【図６】
2009513008.tif 000039
【図７】
2009513008.tif 000040
【図８】
2009513008.tif 000041
【図９（ａ）】
2009513008.tif 000042
【図９（ｂ）】
2009513008.tif 000043
【図９（ｃ）】
2009513008.tif 000044
【図１０】
2009513008.tif 000045
【図１１】
2009513008.tif 000046
【図１２】
2009513008.tif 000047
【図１３】
2009513008.tif 000048
【図１４】
2009513008.tif 000049
【図１５（ａ）】
2009513008.tif 000050
【図１５（ｂ）】
2009513008.tif 000051
【図１５（ｃ）】
2009513008.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月19日(2008.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の取り付け支持体（５０）、該取り付け支持体（５０）上に取り付けられた複数の光電池モジュール（１）、上記取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持する複数の保持部材（６０、１００）、および、上記光電池モジュールを電気的に相互接続する複数の電気接続部材（６０）を備え、
上記電気接続部材（６０）は、差し込み合うことが可能な、電気接触している２つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）を備えており、
上記光電池モジュール（１）は、端部において、内部に機械的連結手段が集積されている保持フレーム（１０）に少なくとも部分的に縁取りされており、
上記保持部材（６０；１００）は、上記取り付け支持体（５０）上に取り付けられているソーラーパワーシステムにおいて、
上記保持フレーム（１０）は、プラスチックから成り、保持フレーム（１０）には、さらなる少なくとも１つの接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が集積され、
上記機械的連結手段（３０）は、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）が相互に差し込まれ合って、隣接する光電池モジュール（１）を電気的に相互接続させるように、保持部材（１００）と分離可能にラッチまたは連結されていることを特徴とするソーラーパワーシステム。
【請求項２】
上記保持部材（６０、１００）は、縦方向に移動可能に誘導され、固定部材によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項３】
上記機械的連結手段（３０）は、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）同士が所定の最小力によって差し込まれ合うように、保持部材（６０、１００）にラッチまたは連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項４】
上記光電池モジュール（１）は、取り付け支持体（３０）上に配置された保持部材（６０、１００）上、および、電気接続部材（６０）上に、上から垂直に配置されるかまたは差し込まれることが可能であり、上記接続プラグ同士が差し込まれ合うとともに、保持部材（６０、１００）および電気接続部材（６０）は、保持部材（６０）に保持される光電池モジュール（１）によって、完全に、または、どのような場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の狭い隙間を除いて、覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項５】
上記保持部材（１００）は、機械的連結手段（３０）を保持部材（１００）に分離可能にラッチするラッチ機構、または、連結する連結機構（１０６、１０９）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項６】
割り当てられた機械的連結手段（３０）を、選択的に、ラッチするか、連結するか、または、分離させるように、ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が、いずれの場合も隣接する２つの光電池モジュール（１）間の隙間を介する工具によって動作するように、上記ラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）を動作させる動作部材が、保持フレーム（１０）のエッジを超えて突出していることを特徴とする請求項５に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項７】
上記ラッチ機構または連結機構は、上記保持部材上で回転可能に搭載された少なくとも１つの鉤爪（１０６）を備え、上記鉤爪は、割り当てられた機械的連結手段（３０）を収容する偏心した円周状の凹部（１０９）を備えており、回転上における保持位置で、上記円周状の凹部をラッチまたは連結することを特徴とする請求項５または６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項８】
上記保持部材（１００）は、割り当てられた機械的連結手段を、各保持部材（１００）上の所定の位置においてラッチまたは連結するための、上記機械的連結手段（３０）を収容する少なくとも１つの凹部（１０４）をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項９】
機械的連結手段（３０）は、保持フレーム（１０）の下面、または、保持フレーム（１０）の１つまたは２つの側面から、好ましくは垂直に突出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１０】
機械的連結手段（３０）は、それぞれ割り当てられたラッチ機構または連結機構（１０６、１０９）が収容される、保持フレーム（１０）内に形成された凹部（１８）内に配置されており、保持部材（１００）の側壁（１０１、１０２）は、収容される保持フレームの部分に対応して形成された受容部を形成していることを特徴とする請求項９に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１１】
上記取り付け支持体（５０）は、縦方向に伸びる少なくとも１つの凹部（５１）、または、縦方向に伸びる少なくとも１つの凸部（５３）を備えた、連続的な形状で形成されており、上記凹部または凸部には、対応して形成された保持部材（６０、１００）の形状締結結合用の構造物（１０２、１０３、６７〜６８）、および／または、電気接続部材（６０）が、取り付け支持体（５０）において縦方向に移動可能に誘導されるとともに、上記縦方向に対して垂直方向に極わずかなまたは所定の遊びを伴って取り付けられるように、形状締結結合で係合していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１２】
上記保持部材（１００）および上記電気接続部材（６０）は、別々の部材として形成されており、それぞれ、取り付け支持体の保持フレーム（１０）の機械的連結手段（３０）、および、接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）の位置に対応する所定の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１３】
上記電気的接続手段（６０、１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１４】
上記保持部材、および電気接続部材は、取り付け支持体（５０）上の光電池モジュール（１）を保持してそれらを電気的に相互接続させるために、電気接続プラグ（７０〜７４）が備えられた接続部材として一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１５】
上記電気的接続手段（６０；１００）には、割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、少なくとも１つのバイパスダイオード（８０）が備えられていることを特徴とする請求項１４に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１６】
上記保持フレーム（１０）は、機械的位置合わせおよび／または接続手段（３０）、および、電気的接続手段（４０〜４３）が存在しない領域では、平らに形成されているか、または、周方向に伸びる凹部を備えており、上記凹部は、保持フレーム（１０）の材料を外部に向かって貫通して、上記少なくとも１つの太陽電池の背面の通気のための開口部を形成していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１７】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置における、光電池モジュール（１）が取り付け支持体（５０）上の選択的に異なる回転位置に取り付けられ、これらの各回転位置に応じて光電池モジュール（１）を好適に電気的相互接続させることが可能なように備えられていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１８】
上記機械的連結手段（３０）、および／または、上記１つまたは複数の接続プラグ（４０〜４３、７０〜７４）は、長方形または正方形の形をした光電池モジュール（１）の縦方向に対向する面の同一位置において、第１の回転位置では、水平方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成され、好ましくは該第１の回転位置に対して１８０度回転した、異なる第２の回転位置では、垂直方向に隣接する光電池モジュール（１）への電気的な接続が形成されるように備えられていることを特徴とする請求項１７に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項１９】
上記保持フレームは、光電池モジュール（１）の正面を形成する透明のカバープレート（２）と同一平面にあることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２０】
割り当てられた光電池モジュール（１）が照射されたときに逆方向に動作する、さらに少なくとも１つのバイパスダイオードが、上記保持フレーム（１０）に、打設されるか、または、射出成形されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２１】
上記光電池モジュール（１）と同一の外観を有するか、光電池モジュール（１）の外観に適合した外観を有するとともに、同一の方法によって、１つまたは複数の取り付け支持体（５０）上に取り付けられたインバータモジュール（９０）をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２２】
上記インバータモジュール（９０）は、背面膜に光電池モジュールの太陽電池配列（３）を備えた透明のカバープレート（２）に色が適合したカバープレート（２´）を備え、カバープレート（２´）の背面ではインバータ（９３）が保持されて、好ましくは弾性プラスチックから成る保持フレーム（１０）が、端部において少なくとも部分的にカバープレート（２´）を縁取り、カバープレート（２´）を保持していることを特徴とする請求項２１に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２３】
インバータ（９３）からの廃熱を、空気対流によって除去することを可能にする隙間が、上記インバータモジュール（９０）の透明のカバープレート（２´）とインバータ（９３）との間に形成されていることを特徴とする請求項２２に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２４】
上記保持部材（６０、１００）は、上記光電池モジュールに応力が導入されることを低減する、弾性を有する補償手段を備えていることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【請求項２５】
上記ラッチ機構または連結機構は、保持位置において、上記光電池モジュールまたは割り当てられた機械的連結手段（３０）を、保持部材（１００）または取り付け支持体（５０）に対してプレストレスするようにさらに構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のソーラーパワーシステム。
【国際調査報告】
2009513008.tif 000053
2009513008.tif 000054
2009513008.tif 000055
2009513008.tif 000056
2009513008.tif 000057
2009513008.tif 000058