(57)【要約】【課題】重量の増加を抑制しつつ強度を向上可能な太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】第１実施形態において、フレーム２０は、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２とによって構成される直線部分２１Ａを有する。直線部分２１Ａ１の直線部分２１Ａ２側の端部には、直線部分２１Ａ２に向かって突出する補強部材３１が設けられている。一方で、直線部分２１Ａ２の直線部分２１Ａ１側の端部には、嵌挿孔４１が設けられている。補強部材３１は、嵌挿孔４１に嵌挿される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの外周部を取り囲むフレームと
を備える太陽電池モジュールであって、
前記フレームは、直線状に形成された直線部分を含み、
前記直線部分は、第１直線部分と、前記第１直線部分に連結される第２直線部分とを有しており、
前記第２直線部分の前記第１直線部分側における端部には、前記第１直線部分側に向かって突出する補強部材が設けられ、
前記第１直線部分の前記第２直線部分側における端部には、第１嵌挿孔が設けられており、
前記補強部材は、前記第１嵌挿孔に嵌挿されている
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記補強部材は、棒状部材であって、
前記第２直線部分の前記端部には、第２嵌挿孔が設けられており、
前記補強部材は、前記第２嵌挿孔に嵌挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記フレームは、第１及び第２のＬ字状ピースを含み、
前記第１直線部分は、前記第１のＬ字状ピースの直線部分であり、
前記第２直線部分は、前記第２のＬ字状ピースの直線部分であって、
前記直線部分は、前記第１及び第２のＬ字状ピースそれぞれの前記直線部分が連結されることによって形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記直線部分の側面は、前記第１直線部分の側面と前記第２直線部分の側面とが面一に連結されることによって形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記直線部分に形成され、前記太陽電池パネルの受光面と前記直線部分の側面とに連通する排水溝を備え、
前記排水溝は、前記第１直線部分と前記第２直線部分との境界に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに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、フレームを備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外周部を取り囲むフレームとを備える太陽電池モジュールが広く知られている。
【０００３】
このような太陽電池モジュールを屋根などに設置すると、太陽電池パネルの自重、太陽電池パネル上の雨雪、或いは太陽電池パネル下を通り抜ける空気圧によって、フレームが歪んでしまう場合がある。この場合、太陽電池パネルが変形によって破損するおそれや、太陽電池パネルがフレームから外れるおそれがあった。このような問題は、太陽電池パネルの大型化に伴い、フレームの外寸が大きくなるほど発生しやすかった。
【０００４】
そこで、太陽電池パネルの受光面側において、フレームに補強部材を架設する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、太陽電池パネルの裏面側において、フレームに補強部材を架設する手法も提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９６０９号公報
【特許文献３】特開平９−１４８６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の手法では、補強部材がフレームに架設されるので、太陽電池モジュール自体の重量が増加してしまう。
【０００７】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、重量の増加を抑制しつつ強度を向上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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの外周部を取り囲むフレームとを備える太陽電池モジュールであって、フレームは、直線状に形成された直線部分を含み、直線部分は、第１直線部分と、第１直線部分に連結される第２直線部分とを有しており、第２直線部分の第１直線部分側における端部には、第１直線部分側に向かって突出する補強部材が設けられ、第１直線部分の第２直線部分側における端部には、第１嵌挿孔が設けられており、補強部材は、第１嵌挿孔に嵌挿されていることを要旨とする。
【０００９】
本発明の特徴において、補強部材は、棒状部材であって、第２直線部分の端部には、第２嵌挿孔が設けられており、補強部材は、第２嵌挿孔に嵌挿されていてもよい。
【００１０】
本発明の特徴において、フレームは、第１及び第２のＬ字状ピースを含み、第１直線部分は、第１のＬ字状ピースの直線部分であり、第２直線部分は、第２のＬ字状ピースの直線部分であって、直線部分は、第１及び第２のＬ字状ピースそれぞれの直線部分が連結されることによって形成されていてもよい。
【００１１】
本発明の特徴において、直線部分の側面は、第１直線部分の側面と第２直線部分の側面とが面一に連結されることによって形成されていてもよい。
【００１２】
本発明の特徴において、直線部分に形成され、太陽電池パネルの受光面と直線部分の側面とに連通する排水溝を備え、排水溝は、第１直線部分と第２直線部分との境界に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、重量の増加を抑制しつつ強度を向上可能な太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るフレーム２０の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るフレーム２０の構成を示す分解図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るフレーム２０の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るフレーム２０の構成を示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。
【００１７】
図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル１０とフレーム２０とを備える。
【００１８】
太陽電池パネル１０は、薄板状に形成されている。本実施形態において、太陽電池パネル１０の平面形状は、長方形状である。太陽電池パネル１０は、図示しないが、受光面側保護材と裏面側保護材との間に、複数の太陽電池１０ａを封止材によって封止することによって形成されている。太陽電池１０ａは、太陽電池パネル１０の受光面Ｓｉｎｃから入射する光を吸収することによって発電する結晶系太陽電池である。受光面側保護材としてはガラスなどの透明部材を用いることができ、裏面側保護材としてはＰＥＴフィルムや金属板などを用いることができる。また、封止材としてはＥＶＡなどの樹脂材料を用いることができる。
【００１９】
太陽電池パネル１０の外周部は、フレーム２０に取り囲まれている。具体的には、太陽電池パネル１０の縁は、フレーム２０の内側面に形成された嵌合溝２０Ｍに嵌合されている。太陽電池パネル１０の外周部は、シリコーンなどを介して、嵌合溝２０Ｍの内部に密着保持される。
【００２０】
フレーム２０は、太陽電池パネル１０の外周部を取り囲む枠体である。本実施形態において、フレーム２０の平面形状は、太陽電池パネル１０の平面形状に対応する長方形状である。フレーム２０の嵌合溝２０Ｍには、太陽電池パネル１０の外周部が嵌合される。フレーム２０の詳細な構成については後述する。
【００２１】
フレーム２０は、上面Ｓｔｏｐ及び側面Ｓｓｉｄｅを有する。第１実施形態では、上面Ｓｔｏｐ及び側面Ｓｓｉｄｅそれぞれは、段差なく一様に形成されている。
【００２２】
（フレームの構成）
次に、第１実施形態に係るフレーム２０の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図３は、第１実施形態に係るフレーム２０の構成を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係るフレーム２０の構成を示す分解図である。
【００２３】
図３に示すように、フレーム２０は、４本の直線部分２１Ａ〜２１Ｄを有する。直線部分２１Ａと直線部分２１Ｃとが対向しており、直線部分２１Ｂと直線部分２１Ｄとが対向している。本実施形態において、直線部分２１Ａと直線部分２１Ｃとによってフレーム２０の長辺が構成されており、直線部分２１Ｂと直線部分２１Ｄとによってフレーム２０の短辺が構成されている。
【００２４】
具体的には、直線部分２１Ａは、直線部分２１Ａ１と、直線部分２１Ａ１に連結される直線部分２１Ａ２とを含む。直線部分２１Ｂは、直線部分２１Ｂ１と、直線部分２１Ｂ１に連結される直線部分２１Ｂ２とを含む。直線部分２１Ｃは、直線部分２１Ｃ１と、直線部分２１Ｃ１に連結される直線部分２１Ｃ２とを含む。直線部分２１Ｄは、直線部分２１Ｄ１と、直線部分２１Ｄ１に連結される直線部分２１Ｄ２とを含む。
【００２５】
また、図３に示すように、フレーム２０の側面Ｓｓｉｄｅは、各直線部分の側面が面一に連なることによって形成されている。具体的には、例えば、直線部分２１Ａ１の側面Ｓ１と直線部分２１Ａ２の側面Ｓ２とが面一に連結されている。また、直線部分２１Ｂ１の側面Ｓ３と直線部分２１Ｂ２の側面Ｓ４とが面一に連結されている。
【００２６】
また、図３に示すように、フレーム２０の上面Ｓｔｏｐは、各直線部分の上面が面一に連結されることによって形成されている。具体的には、例えば、直線部分２１Ａ１の上面Ｓ１１と直線部分２１Ａ２の上面Ｓ１２とが面一に連結されている。また、直線部分２１Ｂ１の上面Ｓ１３と直線部分２１Ｂ２の上面Ｓ１４とが面一に連結されている。
【００２７】
図４に示すように、フレーム２０は、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４が連結されることによって構成されている。
【００２８】
Ｌ字状ピース２０１は、直線部分２１Ａ１と、直線部分２１Ａ１に直角に連なる直線部分２１Ｂ２とによって構成されている。Ｌ字状ピース２０２は、直線部分２１Ｂ１と、直線部分２１Ｂ１に直角に連なる直線部分２１Ｃ２とによって構成されている。Ｌ字状ピース２０３は、直線部分２１Ｃ１と、直線部分２１Ｃ１に直角に連なる直線部分２１Ｄ２とによって構成されている。Ｌ字状ピース２０４は、直線部分２１Ｄ１と、直線部分２１Ｄ１に直角に連なる直線部分２１Ａ２とによって構成されている。
【００２９】
ここで、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４それぞれは、４本の棒状の補強部材３１〜３４によって連結される。
【００３０】
具体的には、直線部分２１Ａ１の直線部分２１Ａ２側の端部には、直線部分２１Ａ２に向かって突出する補強部材３１が設けられている。一方で、直線部分２１Ａ２の直線部分２１Ａ１側の端部には、嵌挿孔４１が設けられている。補強部材３１は、嵌挿孔４１に嵌挿される。
【００３１】
また、直線部分２１Ｂ１の直線部分２１Ｂ２側の端部には、直線部分２１Ｂ２に向かって突出する補強部材３２が設けられている。一方で、直線部分２１Ｂ２の直線部分２１Ｂ１側の端部には、嵌挿孔４２が設けられている。補強部材３２は、嵌挿孔４２に嵌挿される。
【００３２】
また、直線部分２１Ｃ１の直線部分２１Ｃ２側の端部には、直線部分２１Ｃ２に向かって突出する補強部材３３が設けられている。一方で、直線部分２１Ｃ２の直線部分２１Ｃ１側の端部には、嵌挿孔４３が設けられている。補強部材３３は、嵌挿孔４３に嵌挿される。
【００３３】
また、直線部分２１Ｄ１の直線部分２１Ｄ２側の端部には、直線部分２１Ｄ２に向かって突出する補強部材３４が設けられている。一方で、直線部分２１Ｄ２の直線部分２１Ｄ１側の端部には、嵌挿孔４４が設けられている。補強部材３４は、嵌挿孔４４に嵌挿される。
【００３４】
補強部材３１〜３４それぞれは、直線部分２１Ａ１、直線部分２１Ｂ１、直線部分２１Ｃ１及び直線部分２１Ｄ１それぞれと一体形成されていてもよいし、別体であってもよい。補強部材３１〜３４それぞれが別体である場合には、直線部分２１Ａ１、直線部分２１Ｂ１、直線部分２１Ｃ１及び直線部分２１Ｄ１それぞれに嵌挿孔を設けるとともに、補強部材３１〜３４それぞれの一端部を嵌挿孔に嵌挿すればよい。
【００３５】
また、補強部材３１〜３４それぞれには、複数の鉤部ｈｏｏｋが形成されている。補強部材３１〜３４それぞれが嵌挿孔４１〜４４それぞれに圧入された場合、鉤部ｈｏｏｋが内面を押圧することによって、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４は互いに強固に連結される。
【００３６】
なお、補強部材３１〜３４は、軽量かつ高強度な材料によって形成されることが好ましい。
【００３７】
（作用及び効果）
第１実施形態において、フレーム２０は、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２とによって構成される直線部分２１Ａを有する。直線部分２１Ａ１の直線部分２１Ａ２側の端部には、直線部分２１Ａ２に向かって突出する補強部材３１が設けられている。一方で、直線部分２１Ａ２の直線部分２１Ａ１側の端部には、嵌挿孔４１が設けられている。補強部材３１は、嵌挿孔４１に嵌挿される。
【００３８】
従って、フレーム２０の強度を直線部分２１Ａにおいて向上することができる。その結果、フレーム２０の直線部分２１Ａにおける歪みなどを抑制できる。また、フレーム２０に架補強部材を架設する場合に比べて、フレームの重量が増加することを抑制できる。
【００３９】
また、フレーム２０は、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４によって構成されており、各Ｌ字状ピース２０１〜２０４の直線部分が互いに連結されている。従って、４本の直線状ピースを互いに直角に連結する場合に比べて、ピース間にずれや段差が生じることを抑制できる。
【００４０】
また、フレーム２０を構成する４つのＬ字状ピース２０１〜２０４の連結と同時に、補強部材３１を取り付けることができるので、従来に比べて補強部材の取り付け工程を削減できるので、太陽電池モジュール１００の製造コストを低減することができる。
【００４１】
また、直線部分２１Ａ１の側面Ｓ１と直線部分２１Ａ２の側面Ｓ２とは、面一に連結されている。従って、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２との間にずれが生じることをより抑制しやすい。
【００４２】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第２実施形態に係るフレーム２０には、太陽電池パネルの受光面上から水を排水するための排水溝が設けられている。
【００４３】
（太陽電池モジュールの構成）
図５は、第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す斜視図である。図６は、第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。
【００４４】
図５及び図６に示すように、太陽電池モジュール１００は、４つの排水溝Ｍ（排水溝Ｍ１〜排水溝Ｍ４）を備える。
【００４５】
排水溝Ｍは、太陽電池パネル１０の受光面Ｓｉｎｃとフレーム２０の側面Ｓｓｉｄｅとに連通している。排水溝Ｍは、太陽電池パネル１０の受光面Ｓｉｎｃ上からフレーム２０の側面Ｓｓｉｄｅに水を導く流水路である。これによって、雨天時などに太陽電池パネル１０の受光面Ｓｉｎｃ上に水溜まりが生じることが抑制される。その結果、水溜りが乾いた後に残される塵芥によって、太陽電池１０ａへの入射光が減少することを抑制することができる。
【００４６】
なお、太陽電池モジュール１００が斜めに設置された場合には、４つの排水溝Ｍのうち少なくとも１つの排水溝Ｍが流水路として機能する。
【００４７】
（フレームの構成）
図７は、第２実施形態に係るフレーム２０の構成を示す斜視図である。図８は、第２実施形態に係るフレーム２０の構成を示す分解図である。
【００４８】
図７に示すように、本実施形態において、排水溝Ｍは、２つの直線部分の境界に形成されている。すなわち、排水溝Ｍ１は、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２との境界に形成される。排水溝Ｍ２は、直線部分２１Ｂ１と直線部分２１Ｂ２との境界に形成される。排水溝Ｍ３は、直線部分２１Ｃ１と直線部分２１Ｃ２との境界に形成される。排水溝Ｍ４は、直線部分２１Ｄ１と直線部分２１Ｄ２との境界に形成される。
【００４９】
より具体的には、図８に示すように、排水溝Ｍ１は、直線部分２１Ａ１の上面Ｓ１１に形成された凹部Ｍ１１と、直線部分２１Ａ２の上面Ｓ１２に形成された凹部Ｍ１２とによって構成される。排水溝Ｍ２は、直線部分２１Ｂ１の上面Ｓ１３に形成された凹部Ｍ１３と、直線部分２１Ｂ２の上面Ｓ１４に形成された凹部Ｍ１４とによって構成される。排水溝Ｍ３は、直線部分２１Ｃ１の上面Ｓ１５に形成された凹部Ｍ１５と、直線部分２１Ｃ２の上面Ｓ１６に形成された凹部Ｍ１６とによって構成される。排水溝Ｍ４は、直線部分２１Ｄ１の上面Ｓ１７に形成された凹部Ｍ１７と、直線部分２１Ｄ２の上面Ｓ１８に形成された凹部Ｍ１８とによって構成される。
【００５０】
このように、本実施形態において、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４それぞれにおいて、上面の両端部に一対の凹部が形成されている。４つのＬ字状ピース２０１〜２０４それぞれの凹部が互いに連結されることによって、排水溝Ｍが形成される。従って、排水溝Ｍは、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４それぞれの境界に形成されている。
【００５１】
（作用及び効果）
第２実施形態において、排水溝Ｍ１は、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２との境界に形成されている。従って、直線部分２１Ａ１と直線部分２１Ａ２との境界で上下方向における位置ずれが発生した場合であっても、太陽電池モジュール１００の平面視において、位置ずれが外観に与える影響を小さくすることができる。従って、太陽電池モジュール１００に外観不良が発生することを抑制できるので、太陽電池モジュール１００の歩留まりを向上することができる。
【００５２】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００と同様の効果を得ることができることに留意すべきである。
【００５３】
[その他の実施形態]
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５４】
例えば、上記実施形態において、フレーム２０は、４つのＬ字状ピース２０１〜２０４によって構成されることとしたが、これに限られるものではない。例えば、Ｌ字状ピース２０１とＬ字状ピース２０２との間、及びＬ字状ピース２０３とＬ字状ピース２０４との間それぞれに直線状ピースが介挿されていてもよい。また、Ｌ字状ピース２０１とＬ字状ピース２０４との間、及びＬ字状ピース２０２とＬ字状ピース２０３との間それぞれに直線状ピースが介挿されていてもよい。このような場合には、Ｌ字状ピースと直線状ピースとを補強部材によって連結すればよい。このように直線状ピースを追加することによって、Ｌ字状ピースを再設計することなく、太陽電池パネルの寸法変更に合わせてフレーム２０の寸法を自由に変更することができる。なお、直線状ピースは、本発明の「直線部分」を構成することに留意すべきである。
【００５５】
また、上記実施形態において、フレーム２０の全ての直線部分それぞれに補強部材を設けることとしたが、補強部材は、少なくとも１つの直線部分に設けられていれば本発明の効果を奏することができる。
【００５６】
また、上記実施形態において、太陽電池パネル１０及びフレーム２０それぞれの平面形状は、長方形状であることとしたが、これに限られるものではない。太陽電池パネル１０及びフレーム２０それぞれの平面形状は、長方形以外の多角形であればよい。例えば、フレーム２０は、３つのＬ字状ピースによって三角形状に形成されていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態において、太陽電池１０ａは、結晶系太陽電池であることとしたが、これに限られるものではない。例えば、太陽電池１０ａは、受光面側保護材上に形成される薄膜系太陽電池であってもよいし、化合物系太陽電池などであってもよい。
【００５８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０…太陽電池パネル
１０ａ…太陽電池
２０…フレーム
２０１〜２０４…Ｌ字状ピース
２０Ｍ…嵌合溝
２１Ａ〜２１Ｄ…直線部分
３１〜３４…補強部材
ｈｏｏｋ…鉤部
４１〜４４…嵌挿孔
１００…太陽電池モジュール
Ｍ１〜Ｍ４…排水溝
Ｍ１１〜Ｍ１８…凹部
Ｓｓｉｄｅ…側面
Ｓ１〜Ｓ４…側面
Ｓｔｏｐ…上面
Ｓ１１〜Ｓ１８…上面
Ｓｉｎｃ…受光面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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