(57)【要約】【課題】  本発明は、既設構造物に対して効率的かつ容易に太陽電池モジュールを設置することが可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】  複数の太陽電池１２が支持基板１１に配設されており、太陽電池１２が配設された領域の周辺に第１の固定具１３をする。また、既設構造物１５には第１の固定具１３と対応する箇所に第２の固定具１４が形成する。そして、第１の固定具１３は下方に傾斜する傾斜面を有しており、第２の固定具１４は上方に傾斜する傾斜面を有している。このことにより、これらの固定具同士を接合し、第１の固定具１３をスライドさせることで、太陽電池モジュール１０を既設構造物１５に押圧した状態で固定することが可能となる。従って、既設構造物に対して効率的かつ容易に太陽電池モジュールを設置することが可能な太陽電池モジュールを提供することが可能となる。【選択図】  図１
2006186016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、前記支持基板の表面に配設された太陽電池を具備し、既設構造物に固定される太陽電池モジュールおいて、
前記支持基板に第１の固定具を設け、
前記第１の固定具は、前記既設構造物に設けられた第２の固定具に固定され、
前記第１の固定具および前記第２の固定具のどちらか一方に傾斜面を設け、
前記第１の固定具を、前記第２の固定具の上部に載置して下方にスライドさせることで、前記支持基板を前記既設構造物に押圧させた状態で固定することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
支持基板と、前記支持基板の表面に配設された太陽電池を具備し、既設構造物に固定される太陽電池モジュールおいて、
前記支持基板に第１の固定具を設け、
前記第１の固定具は、前記既設構造物に設けられた第２の固定具に固定され、
前記第１の固定具に、下方に傾斜する傾斜面を設け、
前記第２の固定具に、上方に傾斜する傾斜面を設け、
前記第１の固定具を、前記第２の固定具の上部に載置して下方にスライドさせることで、前記支持基板を前記既設構造物に押圧させた状態で固定することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記支持基板または前記既設構造物のどちらか一方に、前記太陽電池と前記既設構造物とを離間させるためのスペーサが設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記スペーサは、太陽電池が配設された領域を囲むように形成されることを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第１の固定具および／または前記第２の固定具の傾斜面には傾斜方向と同じ方向にガイドが形成されており、前記ガイドに沿って前記第１の固定具をスライドさせることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記既設構造物は透明材料によって覆われた建物開口部であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記支持基板は透明材料から成り、前記太陽電池は透明または半透明であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１の固定具は前記太陽電池が配設された領域の周辺部に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記第１の固定具および前記第２の固定具は複数個設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記支持基板の自重によって、前記支持基板が前記既設構造物の方向に移動することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
【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に関し、特に既設構造物に太陽電池モジュールを設置することを可能にした太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護や省エネルギー化のために、住宅やビルなどの建物に太陽電池付きのパネルを設置するようになった。薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられている。そして、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用や一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００３】
窓に取り付けられる太陽電池モジュールはシースルー型であり、例えば、ガラス基板上に透明前面電極、アモルファスシリコン光電変換ユニットおよび裏面金属電極を順次形成した後、裏面金属電極と光電変換ユニットに多数に透孔や切り溝を設けて形成される。このようなシースルー型太陽電池モジュールは、透明前面電極側から入射した外光によって発電すると同時に透孔から外光が透過するので、ほぼ全面的な透視性が確保されている。
【０００４】
図５を参照して、従来の太陽電池モジュール１０１は、支柱１０２に添設した上下に延在する縦枠１０３と左右に延在する横枠１０４とで構成された枠体に収納するようにして装着されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような太陽電池モジュールでは、以下のような問題点を有していた。
【０００６】
既存の建物の窓への施工においては、建物内側もしくは外側に枠体を組み、太陽電池を配置することになる。この場合、太陽電池の環境信頼性を確保するために、合わせガラスあるいは複層ガラス構造の太陽電池モジュールを用意する必要があり、使用材料、コスト、または重量などの問題点が指摘されていた。
【０００７】
本発明はこのような問題を鑑みて成されたものである。本発明の主な目的は、既設構造物に対して設置可能であり、効率的かつ経済的な太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の太陽電池モジュールは、支持基板と、支持基板の表面に配設された太陽電池を具備し、既設構造物に固定される太陽電池モジュールおいて、支持基板に第１の固定具を設け、記第１の固定具は、既設構造物に設けられた第２の固定具に固定され、第１の固定具および第２の固定具のどちらか一方に傾斜面を設け、第１の固定具を、第２の固定具の上部に載置して下方にスライドさせることで、支持基板を既設構造物に押圧させた状態で固定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、支持基板と、支持基板の表面に配設された太陽電池を具備し、既設構造物に固定される太陽電池モジュールおいて、支持基板に第１の固定具を設け、第１の固定具は、既設構造物に設けられた第２の固定具に固定され、第１の固定具に、下方に傾斜する傾斜面を設け、第２の固定具に、上方に傾斜する傾斜面を設け、第１の固定具を、第２の固定具の上部に載置して下方にスライドさせることで、支持基板を前記既設構造物に押圧させた状態で固定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールまたは既設構造物のどちらか一方に、太陽電池と既設構造物とを離間させるためのスペーサが設けられることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の太陽電池モジュールは、スペーサは太陽電池が配設された領域を囲むように形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の太陽電池モジュールは、第１の固定具および／または第２の固定具の傾斜面には傾斜方向と同じ方向にガイドが形成されており、ガイドに沿って第１の固定具をスライドさせることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールは、既設構造物は透明材料によって覆われた建物開口部であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の太陽電池モジュールは、支持基板は透明材料から成り、太陽電池は透明または半透明であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールは、第１の固定具は太陽電池が配設された領域の周辺部に設けられることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の太陽電池モジュールは、第１の固定具および第２の固定具は複数個設けられることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明の太陽電池モジュールは、前記支持基板の自重によって、前記支持基板が前記既設構造物の方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の太陽電池モジュールによると、傾斜面を有する固定具をスライドさせることにより、支持基板を既設構造物に押圧した状態で固定している。つまり、支持基板の自重を用いて、支持基板を既設構造物に固定させている。従って、常に安定した密着強度を保持することが可能となる。更に、既設構造物と支持基板との間に太陽電池を挟むことで、複層ガラス構造を形成している。従って、使用材料を最小限に押さえることができるため、設置するためのコストを低減することが可能となる。更に、太陽電池モジュールの軽量化が可能であるため、施工が容易になる。
【００１９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池と既設構造物とを離間させるためのスペーサを設けている。従って、太陽電池の環境信頼性の確保と高い気密性とを実現することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の太陽電池モジュールによると、第１の固定具または／および第２の固定具にガイドが形成されており、ガイドに沿って固定具をスライドさせている。従って、太陽電池モジュールを所望の箇所に正確に設置することができる。更に、第１の固定具と第２の固定具がガイドによって咬み合っているため、設置された太陽電池モジュールのずれを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１および図２を参照して、本形態の太陽電池モジュールを説明する。
【００２２】
先ず、図１（Ａ）を参照して、太陽電池モジュール１０は、支持基板１１の表面に複数の太陽電池１２が貼着されており、太陽電池が配設された領域の周辺部に第１の固定具１３が設置された構造を有する。
【００２３】
支持基板１１は、板ガラスまたは透光性を有する樹脂などの透明材料から形成される。本図では、支持基板１１は長方形の板状体として図示されているが、設置する既設構造物１５の形状に則した形状に加工された基板を用いることも可能である。本形態で使用した支持基板は約６．０ｍｍの厚みを有し、縦２００ｃｍ横１００ｃｍのガラス基板である。そして、その表面には約３０ｃｍ四方の太陽電池１２が、縦に６枚、横に３枚ずつ格子状に配設されている。
【００２４】
太陽電池１２は、光透過性のあるシースルーアモルファス太陽電池を採用することが好適であるが、単結晶太陽電池、多結晶太陽電池などを採用することも可能である。本形態では、シースルーアモルファス太陽電池を採用しており、太陽電池１２の厚みは１．８ｍｍ程度である。ここでは図示していないが、各太陽電池１２は電気的に接続されており、支持基板１１の側面に延在する配線によって外部へ電気を供給している。
【００２５】
第１の固定具１３は、金属または樹脂などから形成されており、支持基板１１の周辺部に設置されている。具体的な設置場所としては、第２の固定具と対応した箇所に設置される。また、本形態では支持基板１１の両サイドに２個ずつ設けられているが、上部または下部などに設置されてもよい。その個数は、太陽電池モジュール１０を支持できればいいので、特に限定されない。第１の固定具１３の設置方法としては、接着剤を用いて化学的に固着する方法やボルトなどを用いて機械的に固定する方法などが挙げられる。そして、第１の固定具１３は、支持基板１１の太陽電池が貼着された面方向から外部に向かって下方に傾斜する傾斜面Ａ１を有している。この傾斜面Ａ１は第１の固定具１３の下面に形成されている。
【００２６】
スペーサ１８は、太陽電池１２と既設構造物１５との間を離間させた状態に保持するために形成される。本形態では、複数の太陽電池から成る発電領域を囲むように、支持基板上に形成されている。このスペーサ１８の材料は特に限定されないが、一般的な複層ガラスのように乾燥剤を充填したアルミスペーサとポリサルファイド，シリコーン，ブチルゴムなどの樹脂から形成することが可能である。スペーサ１８を形成することで、太陽電池１２の環境信頼性と密閉性を向上させることができる。
【００２７】
既設構造物１５は、建築物の窓ガラス部、トップライト部または壁面などの透明材料によって覆われた建物開口部である。本図では、既設構造物１５における太陽電池モジュール１０の設置領域のみを図示している。そして、太陽電池モジュール１０を設置する領域の周辺に第２の固定具１４が設置されている。本形態では、シースルーアモルファス太陽電池を採用していることから、太陽電池モジュール１０を設置しても、既設構造物１５の採光を維持した状態で太陽光発電を行うことができる。
【００２８】
第２の固定具１４は、第１の固定具１３と対応する位置に設けられている。そして、第２の固定具１４は、窓枠やアルミサッシなどの枠体に形成することができる。また、既設構造物１５の太陽電池モジュール１０が当接する面方向から外側に向かって上方に傾斜する傾斜面Ａ２を有している。この傾斜面Ａ２は第２の固定具１５の上面に形成されている。第２の固定具１４の設置方法としては、接着剤などを用いて既設構造物１５の表面に貼着する方法がある。また、第２の固定具１４に既設構造物１５の裏面に延在する部位を形成して、既設構造物１５を挟むようにして固定してもよい。具体的には、窓ガラスとサッシの間、またはサッシとサッシの間などに設置され、その部位の形状に即して薄く形成された第２の固定具１４の一部を挿入させる。そして、第２の固定具１４には、既設構造物１５の太陽電池モジュールの設置面と、その設置面と対向する面に対して当接する当接部が形成されている。この当接部を用いて既設構造物１５を挟み込むことで第２の固定具１４を設置することができる。
【００２９】
そして、破線矢印で示すように第１の固定具１３を第２の固定具１４の上部に載置することで太陽電池モジュール１０を既設構造物１５に固定する。また、第１の固定具１３と第２の固定具１４の傾斜面の傾斜角が同一であることが望ましい。
【００３０】
具体的には、図１（Ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１０に設けられた第１の固定具１３の傾斜面Ａ１が第２の固定具１４の傾斜面Ａ２の上面に当接するように載置される。このように載置することで太陽電池モジュール１０を既設構造物１５に対して設置することができる。
【００３１】
本形態の第１の固定具１３および第２の固定具１４は、それぞれ底面が垂直二等辺三角形である三角柱状である。そして三角柱の側面であり、底面の斜辺を一辺とする面が傾斜面Ａおよび傾斜面Ｂに相当する。第１の固定具１３に形成された傾斜面Ａ１は下向きに設置されており、第２の固定具１４に形成された傾斜面Ａ２は上向きに設置されている。そして、この傾斜面同士を当接させて、スライドさせることより、下方向に働く力を横方向に分散させている。つまり、基板１１の自重を用いて既設構造物１５に接近する力を発生させている。
【００３２】
上記したように互いに当接し、且つスライドさせることが可能である面を有しておれば、このような機構を構成することが可能である。従って、第１の固定具１３および第２の固定具１４には、それぞれ少なくとも互いに当接し、且つスライドさせることができる面を有しておればよく、他部位の形状は任意に形成することが可能である。また、この当接面は曲面でもよい。
【００３３】
図２を参照して、本形態の太陽電池モジュールの詳細を説明する。
【００３４】
先ず、図２（Ａ）を参照して、第１の固定具１３および第２の固定具１４には傾斜面が設けられているため、太陽電池モジュール１０の自重によって、第１の固定具１３は第２の固定具１４の上面をスライドする。従って、太陽電池モジュール１０がスライド方向Ｄ１へ移動することにより、太陽電池モジュール１０に対して横方向に働く力Ｆ１が生じる。
【００３５】
次に、図２（Ｂ）を参照して、第１の固定具１３を第２の固定具１４の上部をスライドさせることで支持基板１１上に形成された太陽電池１２を既設構造物１５に押圧した状態で固定される。つまり、太陽電池モジュール１０の自重を用いて、太陽電池１２を既設構造物１５に固定することを可能にした設置方法である。太陽電池モジュール１０の自重を利用することにより、常に安定した力で太陽電池モジュールを既設構造物１５に押圧した状態で固定することができる。
【００３６】
スペーサ１２を形成することにより、太陽電池１２と既設構造物１５との間に空気層が形成される。つまり、太陽電池１２が既設構造物１５に接することを防止することで、横方向に働く力Ｆ１により太陽電池１２が破損されることを抑止している。
【００３７】
本形態では、太陽電池モジュール１０の重さは２０ｋｇ程度であり、太陽電池１２を既設構造物１５に圧着するには十分な重量である。また、スライド面の傾斜角を変化させることで、太陽電池１２を押圧する力の調節が可能である。
【００３８】
以上のことから、本形態の太陽電池モジュールは既設の建造物の一部を利用して複層ガラス構造を形成している。従って、必要最小限の材料で太陽電池モジュールの設置が可能となり、軽量化による施工効率の上昇およびコスト削減を実現することができる。また、使用した太陽電池１２は半透明または透明であるため、既設構造物１５が採光を必要とする場合であっても、十分に透光することが可能である。
【００３９】
図３および図４を参照して、固定具の具体的な形状について説明する。
【００４０】
図３（Ａ）では、第１の固定具１３には、傾斜方向と同一方向に凸状のガイド１６Ａが形成されている。また、第２の固定具１４の傾斜面には、傾斜方向と同一方向に凹状のガイド１７Ａが形成されている。そして、ガイド１６Ａはガイド１７Ｂに収納することができる構造になっており、ガイドに沿って第１の固定具１３をスライドさせることで、太陽電池モジュール１０を正確に設置することができる。また、ガイド１６Ａとガイド１７Ａとが咬み合っていることから設置後に太陽電池モジュール１０がずれることを抑止することができる。
【００４１】
図３（Ｂ）を参照して、基本的な構造は図３（Ａ）に示す固定具と同じ構造であるため、相違点を中心に説明する。
【００４２】
ガイド１６Ｂは凸状であり、且つ凸部は先端に向かって幅が広がっている。そして、ガイド１７Ｂはガイド１６Ｂが収納可能な凹状の形状をしており、底辺に向かって幅が広がっている。従って、太陽電池モジュールのずれを抑止すると同時に、固定具同士の接合をより強固に維持することができる。
【００４３】
図４（Ａ）を参照して、ここでは第１の固定具１３は円柱状の形状をしており、円柱の曲面が第２の固定具１４と当接するように設置されている。そして、第２の固定具１４は太陽電池モジュール１０が設置される面から外側へ向かって上方に傾斜する傾斜面を有している。つまり、円柱状の第１の固定具１３が第２の固定具１４の傾斜面をスライドすることで太陽電池１２を既設構造物１５に押圧させた状態で固定させている。第１の固定具１３を円柱形にすることで、第２の固定具１４との接触面積を最小限にすることができる。従って、摩擦によるエネルギー損失を最小限にくい止めることができるので、太陽電池１２を既設構造物１５に押圧させる力を効率的に発生させることが可能となる。
【００４４】
また、図４（Ｂ）を参照して、第１の固定具１４に傾斜面を形成し、第２の固定具１４を円柱状にすることも可能である。
【００４５】
更に、図４に示すような円柱状の固定具にガイドを形成する場合は、固定具の傾斜面に傾斜方向に対して平行に階段状の段差を形成する。この段差に円柱状の固定具を収納することで太陽電池モジュール１０を安定して固定することができる。また、Ｕ字状の固定具と円柱状の固定具を用意し、Ｕ字状の固定具の開口部が横方向に向くように設置する。そして、円柱状の固定具をＵ字状の固定具に収納させることで、固定具のより信頼性の高い接続が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の太陽電池モジュールを説明するための図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の太陽電池モジュールを説明するための図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の太陽電池モジュールを説明するための図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の太陽電池モジュールを説明するための図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０              太陽電池モジュール
１１              支持基板
１２              太陽電池
１３              第１の固定具
１４              第２の固定具
１５              既設構造物
１６              ガイド
１７              ガイド
Ａ１〜Ａ２        傾斜面
Ｄ１              スライド方向
Ｆ１              横に働く力
【図１】
2006186016.tif 000003
【図２】
2006186016.tif 000004
【図３】
2006186016.tif 000005
【図４】
2006186016.tif 000006
【図５】
2006186016.tif 000007