(57)【要約】【課題】  太陽光利用装置において、容易でより確実なアース構造及び設置方法を提供すること。【解決手段】太陽光利用機器と支持部材と導通金具４０から構成される太陽光利用装置のアース構造であって、上面４１、下面４２、側面４３の３面からなり、上面４１、下面４２に下方、上方に伸びる爪部４４ａ〜ｈを有した導通金具４０を太陽光利用機器の外周部に勘合させるとともに、前記太陽光利用装置が該支持部材に押圧固定されることにより、太陽光利用機器と支持部材の電気的な導通をとることを特徴とする。【選択図】  図３
2006278700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光利用機器と、前記太陽光利用機器の外周部の一部が嵌合される凹状嵌合部を有する支持部材とで構成される太陽光利用装置であって、
上記太陽光利用機器の外周部と凹状嵌合部との間に、少なくとも上面、下面、側面の３面から成り、且つ前記上面及び前記下面の各端面部に下方及び上方に伸びる爪部を有した導通金具を介して嵌合するとともに、前記太陽光利用機器と前記支持部材とを電気的に導通することを特徴とする太陽光利用装置。
【請求項２】
前記導通金具は、その側面に弾性変形する緩衝部を設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽光利用装置。
【請求項３】
前記太陽利用機器は、太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項１記載の太陽光利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュールや太陽熱を利用する太陽集熱器などの太陽光利用機器を架台などの支持部材に固定してなる太陽光利用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に、太陽光発電システムの住宅への普及が加速されてきている。
【０００３】
太陽光発電システムは、その主要な構成要素である太陽電池モジュールにより太陽光エネルギーを電力に変換して利用することにより家庭の電気負荷を低減させるものである。住宅においては、その屋根上に太陽電池モジュールを配設して利用されることが多いため、屋根上への太陽電池モジュールの取り付け構造も種々考案されている。
【０００４】
図８には従来の支持部材を用いて太陽電池モジュールを屋根上に設置する一実施例を模式的に示す斜視図、図９はその実施例を模式的に示す断面図である。
【０００５】
図８において１ａ〜１ｆは太陽電池モジュール、２ａ〜２ｄは凹状嵌合部を有する支持部材（以下、この凹状嵌合部を有する支持部材を横レールという）、３はアース配線、１２は太陽電池モジュール外周部（外郭導電部）を示す。
【０００６】
同図は、住宅の屋根の上に横レール２ａ〜２ｄを均等間隔に設置した後、太陽電池モジュール１ａ〜１ｆを横レール２ａ〜２ｄの間に取り付ける様子を示している。これにおいて各太陽電池モジュールのアースをとるには、横レール２ａ〜２ｄと各太陽電池モジュール外周部１２を接地する必要があるが、それぞれをアース配線で接地するのは効率が悪い。そこでもし、横レール２ａ〜２ｄと各太陽電池モジュール外周部１２がすべて電気的に導通されていれば、配線しやすい位置にある横レール２ｄのみにアース配線３をつないで、接地するだけでよい。
【０００７】
図９は太陽電池モジュールが横レールに固定されている状態の断面を示すものである。図９において符号は図８と同様に１は太陽電池モジュール、２ａ、２ｂは横レール、１２ａ、１２ｂは太陽電池モジュール外周部を示しさらに、２２ａ、２２ｂは横レールカバー、２３ａ、２３ｂは締め付け固定用ネジを示す。
【０００８】
図９において太陽電池モジュール１は横レール２ａ、２ｂ上に載置され、太陽電池モジュール外周部１２ａ、１２ｂを横レールカバー２２ａ、２２ｂで覆い、締め付け固定用ネジ２３ａ、２３ｂでこれらを横レール２ａ、２ｂに固定している。
【０００９】
これにおいて横レール支持部２ａ、２ｂにはメッキ鋼板、ステンレス等の導電性の部材が使われるが、横レールカバー部２２ａ、２２ｂと太陽電池モジュール外周部１２には意匠性、防錆性を考慮してアルマイト処理、クリア塗装を施したアルミニウム合金の押出材やメッキ鋼板に塗装したものが使用される。
【００１０】
よってアルマイト処理やクリア塗装したアルミニウム合金や塗装したメッキ鋼板の表面は電気を通さないので、横レール支持部２ａ、２ｂと太陽電池モジュール外周部１２をすべて電気的に導通させることはできない。
【００１１】
かかる課題を解消するために、太陽電池モジュール外周部１２が横レール２ａ、２ｄと当接する部分の絶縁皮膜を除去することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
この提案を図１０にて概略、説明する。
【００１３】
同図はこの提案の構造を示す断面図であり、これにおいて符号１、１２、２ａ、２２ａ、２３ａは図９と同様に１は太陽電池モジュール、１２は太陽電池モジュール外周部、２ａは横レールカバー、２３ａは締め付け固定用ネジ、１３は太陽電池モジュール外周部の絶縁皮膜を除去部分を示す。
【００１４】
すなわち太陽電池モジュール外周部１２と横レール２ａの導通を取るために、太陽電池モジュール外周部１２の当接部の絶縁皮膜を除去し、絶縁皮膜の除去部分１３を形成した後、横レール２ａ上に太陽電池モジュール１を載置している。
【特許文献１】特開２００４−２６００１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図１０に示すような太陽電池モジュール外周部１２の横レール２ａと接する当接部の絶縁皮膜を除去する方法で太陽電池モジュールのアースを行なう場合、次のような課題がある。
【００１６】
太陽電池モジュールの外周部１２と横レール２ａの電気的導通は取れるが、屋根面のねじれや締め付け固定用ネジ２３ａの締め具合などにより、横レール２１ａと横レールカバー２２ａの間隔が全ての取り付け部において一定にはならず、導通抵抗が大きくなることがある。このためアース部分の導通抵抗について定められた基準を満たさない場合が生じる。
【００１７】
さらに絶縁皮膜を除去部分１３を形成するための工程（手間）が必要となり、太陽電池モジュールのコストが上がってしまう。
【００１８】
また、図９のように太陽電池モジュール１を横レール２ａ、２ｂと横レールカバー部２２ａ、２２ｂの間にはめ込むには若干の寸法の余裕（あそび）が必要になり、このあそびにより長期的な使用では太陽電池モジュール１の固定不良、位置ずれが生じる恐れがある。
【００１９】
本発明の目的は、上述した諸問題を解消し、容易にかつ確実に太陽光発電システムのアースを取ることができるアース構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本システムにおいて、太陽電池モジュールの位置ずれを防ぎつつ確実に固定する固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る太陽光利用装置では、太陽光利用機器と、前記太陽光利用機器の外周部の一部が嵌合される凹状嵌合部を有する支持部材とで構成される太陽光利用装置であって、上記太陽光利用機器の外周部と凹状嵌合部との間に、少なくとも上面、下面、側面の３面から成り、且つ前記上面及び前記下面の各端面部に下方及び上方に伸びる爪部を有した導通金具を介して嵌合するとともに、前記太陽光利用機器と前記支持部材とを電気的に導通することを特徴とする。
【００２１】
また前記導通金具には、その側面に弾性変形する緩衝部を設けることが望ましい。
【００２２】
さらに前記太陽利用機器は、太陽電池モジュールであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、太陽光利用機器とこの太陽光利用機器の外周部の一部が嵌合される凹状嵌合部を有する支持部材とで構成される太陽光利用装置であって、この太陽光利用機器の外周部と凹状嵌合部との間に、少なくとも上面、下面、側面の３面から成り、且つ前記上面及び前記下面の各端面部に下方及び上方に伸びる爪部を有した導通金具を介して嵌合するとともに、前記太陽光利用機器と前記支持部材とを電気的に導通させたことにより、太陽光利用装置のアースを複数箇所で接地したり太陽光利用機器の外周部の絶縁皮膜を除去部分を形成する必要がなくなり、接地部の導通抵抗を安定して低く抑えることが可能となる。
【００２４】
またさらにこの導電金具の上面と下面は、太陽光利用機器の外周部と横レールの間に挟まれ、外部の環境に直接接することがないため錆などの発生が無く、長期的に安定であり太陽光利用装置のアース構造の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、この導通金具に支持部材側に伸びる爪部を設けることにより、太陽光利用機器の流れ方向及び横方向の位置ずれを防止し、固定を確実にすることができる。
【００２６】
さらに、この導通金具の側面に弾性変形する緩衝部を設けることにより、太陽光利用機器の上下方向の位置ずれを防止し、固定を確実なものにすることができる。
【００２７】
また太陽利用機器が太陽電池モジュールであることにより、アース構造を確実なものにすることができるため、その安全性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の太陽光発電システムの実施形態について、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに設置する状態を示したものである。図１において４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは導通金具を示し、５０は太陽電池モジュール、５２は太陽電池モジュール外周部、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは横レール、５６はアース線を示す。
【００３０】
横レール５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは、太陽電池モジュール外周部５２の一部が嵌合される凹状嵌合部を備えたものであり、メッキ鋼板、ステンレス等の導電性の部材が使用される。
【００３１】
本発明においては、図１のように４つの導通金具４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを太陽電池モジュール５０の四コーナーに嵌合させて、横レール５５ａと５５ｂの間に設置する。
【００３２】
図２はこの導通金具を太陽電池モジュールに嵌合させた状態を示すものである。図２において、符号４０は図１と同様に本発明に係る導電金具、４１は導通金具上面、４５はストッパー部を示し、さらに５１は太陽電池モジュール５０の受光面部、５２は太陽電池モジュール外周部を示す。この太陽電池モジュール外周部５２にはアルマイト処理、クリア塗装を施したアルミニウム合金の押出材等の絶縁皮膜が施された金属製の枠部材を使用している。
【００３３】
図２のように導通金具４０は太陽電池モジュール５０のコーナー部に設置されるがストッパー部４５は、その位置合せを行なうとともに施工時に導通金具４０がずれないようにする役割がある。
【００３４】
図３は、本発明に係る導通金具４０の一例の斜視図を示すものである。図３において４１は導通金具上面、４２は導通金具下面、４３は導通金具側面、４４ａ〜４４ｈは導通金具に設けられた爪部、４５はストッパー部を示す。
【００３５】
導電金具４０は金属板がその断面がコの字状になるように曲げられて、導通金具上面４１と導通金具下面４２と導通金具側面４３からなっており、一端部にはストッパー部４５が導通金具側面４３の延出部を内側に曲げる形で設けられている。
【００３６】
導通金具側面４３の幅は、太陽電池モジュール外周部に挿嵌できるよう太陽電池モジュール外周部の幅（厚み）に合わせて造られる。導通金具上面４１と導通金具下面４２の幅は、太陽電池モジュール外周部に挿嵌可能で、かつ横レールに載置したときに横レールに当接するように造られる。また導電金具４０の全長は、使用する太陽電池モジュールによって最適に決定されるが、例えば一辺が１．０〜１．５ｍ程度の太陽電池モジュールでは３〜１０cm程度が最適である。
【００３７】
また導電金具４０の導通金具上面４１の端面部の角部２箇所には横レール又は横レールカバーと当接するよう上方向（外側方向）に曲げられ、爪部４４ａ、４４ｄが形成されている。同様に導電金具４０の導通金具下面４２の端面部の角部２箇所も横レール又は横レールカバーと当接するよう下方向（外側方向）に曲げられ、爪部４４ｅ、４４ｈが形成されている。さらに導通金具上面４１と導通金具下面４２のほぼ中央部には爪部を増やすために、コの字状の切り込みが設けられ、この切り込みの角部はそれぞれ太陽電池モジュール外周部に当接するように上方向又は下方向にそれぞれ曲げられ爪部４４ｂ、４４ｃ、４４ｆ、４４ｇが形成される。
【００３８】
このような導電金具４０はステンレス等の良導電性で硬度が高く、錆びにくい０．５〜１．０ｍｍ程度の金属板をプレス加工することなどで作製可能である。
【００３９】
ここにおいて導通金具４０は、図２のように太陽電池モジュール外周部５２のコーナー部に勘合されるが、このとき導通金具４０の太陽電池モジュール外周部５２に当接するように曲げられた爪部４４ｂ、４４ｃ、４４ｆ、４４ｇで太陽電池モジュール外周部５２のアルマイト処理、クリア塗装などの絶縁皮膜に傷をつけ、貫通することにより、太陽電池モジュール外周部５２のアルミニウム本体と導通金具４が電気的に導通の取れた状態になる。
【００４０】
次に図４、図５によって、太陽光発電システムのアース及び設置の方法について説明する。
【００４１】
図４は、本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに設置する、その断面の状態を示したものである。
【００４２】
図４において４０ａ、４０ｂは導通金具を示し、５０は太陽電池モジュール、５５ａ、５５ｂは横レール、５６はアース線、５８ａ、５８ｂは横レールカバー、５９ａ、５９ｂは締め付け固定ネジを示す。
【００４３】
また横レールカバー５８ａ、５８ｂにはアルマイト処理、クリア塗装を施したアルミニウム合金の押出材やメッキ鋼板に塗装したものが使用される。
【００４４】
これにおいて図１のように４つの導通金具４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを太陽電池モジュール５０の四コーナーに嵌合させて、横レール５５ａと５５ｂの間に設置する。このとき、図４のように横レール５５ａ、５５ｂと横レールカバー部５８ａ、５８ｂは締め付け固定ネジ５９ａ、５９ｂにより仮止めしてあり、太陽電池モジュール５０をこの間に差し込み、締め付け固定ネジ５９ａ、５９ｂを締め付けることにより太陽電池モジュール５０固定することができる。
【００４５】
図５は、本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに取り付け、固定した状態を示すものである。図５において符号は前図の通り４０ａは導通金具、５０は太陽電池モジュール、５５ａは横レール、５８ａは横レールカバー、５９ａは締め付け固定ネジを示し、さらに４４は導通金具に設けられた爪部を示す。
【００４６】
太陽電池モジュール５０を横レール５５ａ上に載置し、締め付け固定ネジ５９ａを締め付け横レールカバー５８ａと横レール５５ａの間で太陽電池モジュール５０を固定した状態において、太陽電池モジュール外周部に嵌合されてある導通金具４０ａの爪部４４が横レール５５ａと横レールカバー５８ａに食い込むことにより、導通金具４０ａとの電気的導通が確実に取れることになる。
【００４７】
ここにおいて締め付け固定ネジ５９ａを締め付けることにより、図３で示す導通金具の爪部４４ａ、４４ｄが横レールカバーに、導通金具の爪部４４ｅ、４４ｈが横レール５５ａに食い込むことになる。したがって導通金具４０ａを介して図１に示す横レール５５ａ〜５５ｄと各太陽電池モジュール外周部５２は全て電気的に導通状態となり、横レール２ｄの1ヶ所のみにアース配線５６を用いて設置することで、システム全体のアースを取ることが可能となる。
【００４８】
さらに締め付け固定ネジ５９ａを締め付けることにより、図３の導通金具の爪部４４ｂ、４４ｃ、４４ｆ、４４ｇが太陽電池モジュール５０に、爪部４４ａ、４４ｄが横レールカバー５８ａに、爪部４４ｅ、４４ｈが横レール５５ａに食い込み、これにより長期間に亘る屋外での使用でも太陽電池モジュール５０が流れ方向や左右方向にずれることが無く、確実に固定することが可能となる。
【００４９】
以上の実施例は太陽電池モジュールのコーナー部に導通金具４０を配置することで述べたが、本発明に係る導通金具ではストッパー部を設けない形状にして、太陽電池モジュール外周部の中央部などに取り付けても何ら問題はない。
【実施例２】
【００５０】
図６に本発明に係る別の導通金具の斜視図を示し、図７に太陽電池モジュールを横レールに固定する前後の断面図を示す。
【００５１】
図６、図７において４６、４６ａ、４６ｂは緩衝部、４７は導通金具に設けられた爪部、５５ａ、５５ｂは横レール、５８ａ、５８ｂは横レールカバー、５９ａ、５９ｂは締め付け固定ネジを示す。
【００５２】
図６に示すように、本発明に係る別の導通金具においては、緩衝部４６が設けられている。この緩衝部４６の断面は円形状をしているものである。
【００５３】
この緩衝部４６は図７（ａ）のように太陽電池モジュール５０を横レール５５ａ、５５ｂと横レールカバー５８ａ、５８ｂの間に差し込む時のガイドの役割をはたす。また、固定時の状態を図７（ｂ）に示すが、締め付け固定ネジ５９ａ、５９ｂを締め込むと緩衝部４６ａ、４６ｂが潰されて、楕円状に変形するこのことで太陽電池モジュール５０は自然と横レール５５ａと横レール５５ｂの中央に位置決めされることになり、またさらに緩衝部４６ａ、４６ｂの反発力で横レール５５ａ、５５ｂと横レールカバー部５９ａ、５９ｂの間にがたつくことなく確実に固定することができる。
【００５４】
尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲で多くの修正及び変更を加えることができる。例えば太陽光利用機器は太陽電池モジュールのみでなく太陽集熱器のパネルでも応用可能である。
【００５５】
さらに本発明は上記の太陽光利用機器の中でも、アース接続を確実なものにできることより、漏電の危険がある太陽電池モジュールに好適に応用することにより、その太陽光利用装置の安全性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに設置する状態を示した斜視図である。
【図２】導通金具を太陽電池モジュールに嵌合させた状態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る導通金具を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに設置する状態を示した断面図である。
【図５】本発明に係る導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに取り付け、固定した状態を示す概略図である。
【図６】本発明に係る別の導通金具の斜視図を示めす概略図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、本発明に係る別の導通金具を嵌め込んだ太陽電池モジュールを横レールに固定する前後の断面図を示す。
【図８】従来の固定装置を用いて太陽電池モジュールを屋根上に設置する一実施例を模式的に示す斜視図である。
【図９】従来の固定装置を用いて太陽電池モジュールを屋根上に設置する一実施例を模式的に示す断面図である。
【図１０】従来の太陽光利用装置のアース及び取付方法を模式的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ〜１ｆ：太陽電池モジュール
１１、１１ａ〜１１ｆ：太陽電池モジュール発電部
１２、１２ａ〜１２ｆ：太陽電池モジュール外周部
１３：当接部
２、２ａ〜２ｄ：横レール
２１、２１ａ〜２１ｂ：横レール支持部
２２、２２ａ〜２２ｂ：横レールカバー部
２３、２３ａ〜２３ｂ：固定ねじ
２４ａ〜２４ｂ：接続箱ノックアウト
３：アース配線
４、４ａ〜４ｄ：導通金具
４１：導通金具上面
４２：導通金具下面
４３：導通金具側面
４４、４４ａ４４ｈ：導通金具爪部
４５：ストッパー
４６：緩衝部
【図１】
2006278700.tif 000003
【図２】
2006278700.tif 000004
【図３】
2006278700.tif 000005
【図４】
2006278700.tif 000006
【図５】
2006278700.tif 000007
【図６】
2006278700.tif 000008
【図７】
2006278700.tif 000009
【図８】
2006278700.tif 000010
【図９】
2006278700.tif 000011
【図１０】
2006278700.tif 000012