(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの隣接するコーナーをＤＰＧ工法によって構造躯体に支持した太陽電池アレイであって、太陽電池モジュールの電力を、そのＤＰＧ工法の支持位置に形成した透孔と、該透孔に挿入配置したＤＰＧ工法の支持金具を介して構造躯体側に出力自在としてなり、
上記支持金具を、構造躯体に固定する固定ベースと、該固定ベースから前方に突出した中空ボルトと、該中空ボルトの先端を定位置として該中空ボルトに被嵌配置した上記太陽電池モジュールの透孔の内径と同等乃至これより径小とした嵌挿リングと、該嵌挿リングを前後で挟持するように前後一対にして前方を化粧用、後方を締着用とした挟持部材を備えて構成し、太陽電池モジュールの透孔に誘導した出力用のリード線を、該リード線を上記嵌挿リングが被嵌した中空ボルト内に誘導し、該中空ボルトの透孔位置に配置した接続端子を介してケーブルに接続して、太陽電池モジュールの構造躯体側への出力を自在としてなることを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項２】
上記嵌挿リングを太陽電池モジュールの透孔の内径より径小とし、該嵌挿リングと透孔間の空隙を埋めるように上記透孔と嵌挿リング間に介装した前後一対にして嵌挿リングを前後で被嵌自在の保護リングを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
【請求項３】
上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって方立又はワイヤートラスからなる構造躯体に支持したカーテンウオール壁面としてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池アレイ。
【請求項４】
上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって屋根の構造躯体に支持した屋根面としてなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池アレイ。
【請求項５】
上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって構造躯体に支持した手摺面乃至塀面としてなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーテンウオール、屋根、手摺乃至壁面等として設置することによって太陽光発電を行う太陽電池アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の太陽光発電を行う太陽電池アレイとして、下記特許文献１は、無目と方立に形成した対向溝に太陽電池モジュールの四周をガスケットによって支持し、該太陽電池モジュールの背面に配置した端子箱にケーブルを接続して、該太陽電池モジュールの電力を出力するようにし、上下窓間のカーテンウオールを形成するものとされ、また、下記特許文献２は、太陽電池モジュール間の横目地に、縦目地を跨ぐように平面Ｃ字状の支持金具を配置し、該支持金具を方立乃至ワイヤートラスに固定するとともに、太陽電池モジュールに形成した横目地正面側の段差乃至切欠に端子箱を設置し、押縁によって該端子箱を固定してケーブルを接続することによって該端子箱及びケーブルが横目地外に露出するのを防止するようにしたものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３６２３２号公報
【特許文献２】特開２００１−５３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの場合、比較的良好な外観を確保して太陽電池アレイを壁面に設置することができるが、一般に太陽電池モジュールは、その外周にアルミ等のフレームを囲繞配置したものとされるところ、特許文献１のものは外周を方立と無目をフレームとするように、ガスケットによって上下窓間に各太陽電池モジュールを支持するものとされるから、太陽電池アレイをフレームレスのものとすることはできないし、また、電力の出力に、太陽電池モジュールの裏面に配置した端子箱を用いるため、例えばワイヤートラスに設置する場合、端子箱が裏面の外観を損なう可能性が残されている。一方、特許文献２のものは、端子箱やケーブルが裏面外観を損なうことは防止できるとしても、縦横目地の交点に縦目地を跨ぐように配置した平面Ｃ字状の支持金具及び端子箱を固定する押縁が比較的大きく吐出することになって、これらが同じく外観を損なう可能性が残されている。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、太陽電池モジュールの支持を可及的安定且つ強固に行うとともにフレームレスとすることによって、設置外観を可及的に良好とした太陽電池アレイを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に沿って鋭意検討した結果、例えば、ＤＰＧ（ドットポイントグレージング）工法は、広面積のガラスカーテンウオールの壁面形成に実績を有するとともにガラスパネルの支持を安定且つ強固に行うものであることから、太陽電池アレイに適用すれば、太陽電池モジュールをフレームレスのものとして、これを構成することが可能となり、その支持を該ガラスパネルと同様にＤＰＧ工法によって行えば、太陽電池モジュールのその支持上の問題点のないものとすることができるとともに太陽電池モジュールの表面には化粧ドットプレートが、例えば円形に露出するのみであるから、外観も良好なものとすることが可能であること、このとき、ＤＰＧ工法を用いるに際して太陽電池モジュールに上記支持のために透設した透孔とその支持金具を、太陽電池モジュールの支持とその電力出力用に用いて、支持機能と出力機能を兼用するものとすることによって、外観を損なう可能性を解消し、同時に電力の出力を有効且つ適切になし得るものとすることができるとの知見を得て、本発明を行うに至ったものであって、即ち、請求項１に記載の発明を、太陽電池モジュールの隣接するコーナーをＤＰＧ工法によって構造躯体に支持した太陽電池アレイであって、太陽電池モジュールの電力を、そのＤＰＧ工法の支持位置に形成した透孔と、該透孔に挿入配置したＤＰＧ工法の支持金具を介して構造躯体側に出力自在としてなり、上記支持金具を、構造躯体に固定する固定ベースと、該固定ベースから前方に突出した中空ボルトと、該中空ボルトの先端を定位置として該中空ボルトに被嵌配置した上記太陽電池モジュールの透孔の内径と同等乃至これより径小とした嵌挿リングと、該嵌挿リングを前後で挟持するように前後一対にして前方を化粧用、後方を締着用とした挟持部材を備えて構成し、太陽電池モジュールの透孔に誘導した出力用のリード線を、該リード線を上記嵌挿リングが被嵌した中空ボルト内に誘導し、該中空ボルトの透孔位置に配置した接続端子を介してケーブルに接続して、太陽電池モジュールの構造躯体側への出力を自在としてなることを特徴とする太陽電池アレイとしたものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、同じく上記に加えて、ＤＰＧ工法の支持金具における上記嵌挿リングと太陽電池モジュールの透孔との関係を好ましい形態とするとともに該支持金具によって該透孔近傍を損傷したりすることなく、確実な支持と透孔近傍の保護を確実になし得るものとするように、これを、上記嵌挿リングを太陽電池モジュールの透孔の内径より径小とし、該嵌挿リングと透孔間の空隙を埋めるように上記透孔と嵌挿リング間に介装した前後一対にして嵌挿リングを前後で被嵌自在の保護リングを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイとしたものである。
【００１２】
請求項３、４及び５に記載の発明は、同じく上記に加えて、ＤＰＧ工法によって形成した太陽電池アレイを建築技術分野におけるそれぞれ好ましい形態のものとするように、請求項３に記載の発明を、上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって方立又はワイヤートラスからなる構造躯体に支持したカーテンウオール壁面としてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池アレイとし、請求項４に記載の発明を、上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって屋根の構造躯体に支持した屋根面としてなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池アレイとし、請求項５に記載の発明を、上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって構造躯体に支持した手摺面乃至塀面としてなることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の太陽電池アレイとしたものである。
【００１３】
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として、上記解決の手段としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、フレームレスの太陽電池モジュールをＤＰＧ工法によって構造材に支持することにより、その支持上の問題点がなく、太陽電池モジュールの表面には化粧ドットプレートが、例えば円形に露出するのみであるから、外観も良好なものとすることが可能となり、このとき、ＤＰＧ工法を用いるに際して太陽電池モジュールに支持のために透設した透孔とその支持金具を、太陽電池モジュールの支持とその電力出力用に用いて、支持機能と出力機能を兼用するものとすることによって、外観を損なう可能性を解消し、同時に電力の出力を有効且つ適切になし得る太陽電池モジュールの支持を可及的安定且つ強固に行うとともにフレームレスとすることによって設置外観を可及的に良好とした太陽電池アレイを提供することができる。また、請求項１に記載の発明は、上記に加えて、上記ＤＰＧ工法の支持金具を、太陽電池モジュールの安定且つ確実な支持を行うものとするとともに、上記透孔にリード線を誘導したとき、支持金具に対して、該リード線を透孔内又はその近傍で該支持金具に誘導して、該支持金具内でのケーブル接続をなし得るものとすることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、同じく上記に加えて、ＤＰＧ工法の支持金具における上記嵌挿リングと太陽電池モジュールの透孔との関係を好ましい形態とするとともに該支持金具によって該透孔近傍を損傷したりすることなく、確実な支持と透孔近傍の保護を確実になし得るものとすることができる。
【００２０】
請求項３、４及び５に記載の発明は、同じく上記に加えて、ＤＰＧ工法によって形成した太陽電池アレイを建築技術分野におけるそれぞれ好ましい形態のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】カーテンウオールの太陽電池アレイの設置状態を示す斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】固定ベースを外した支持金具の分解斜視図である。
【図４】支持金具と太陽電池モジュールの関係を示す斜視図である。
【図５】太陽電池モジュールと嵌挿リングの関係を示す縦断面図である。
【図６】太陽電池モジュールのリード線と支持金具の関係を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば、Ａは、カーテンウオール壁面の太陽電池アレイであり、該太陽電池アレイＡは、太陽電池モジュール１の隣接するコーナーをＤＰＧ工法によって構造躯体Ｂに支持したものとしてあり、このとき、該太陽電池アレイＡは、その電力を、そのＤＰＧ工法の支持位置に形成した透孔１１と、該透孔１１に挿入配置したＤＰＧ工法の支持金具２を介して構造躯体側に出力自在としたものとしてあり、本例にあって、上記太陽電池モジュール１の電力の出力は、これを、該太陽電池モジュール１の透孔１１に誘導した出力用のリード線又は該透孔の内周面に配置した出力用の接点、本例にあってはリード線１２を用いて、該リード線１２を介して行ったものとし、また、該電力の出力は、これを、太陽電池モジュール１の上記透孔１１に挿入配置したＤＰＧ工法の支持金具２に該透孔１１位置から構造躯体Ｂ側に向けた貫通孔２２１を配置するとともに該貫通孔２２１にケーブル２８を配置し、支持金具２の透孔１１位置乃至その躯体構造Ｂ側位置から該ケーブル２８を用いて行なったものとしてある。
【００２３】
上記カーテンウオール壁面は、ＤＰＧ工法の支持金具２によって方立、ワイヤートラス等の構造躯体Ｂ、本例にあっては方立に支持したものとしてあり、このとき、該ＤＰＧ工法に用いる支持金具２は、縦横の目地を介して上下左右に隣接する４枚の太陽電池モジュール１における各目地の交点を通る対角線上にして同心円上に位置するように各太陽電池モジュール１に透設した４ヶ所の透孔１１にそれぞれ支持金具２を配置して、太陽電池アレイＡのカーテンウオール壁面を形成するものとしてある。
【００２４】
本例にあって太陽電池モジュールＡは、例えば、ガラス間の太陽電池セル間に空隙を配置することによって光透過性を有するようにした光透過型のフレームレスのものを用い、上記カーテンウオールをガラスカーテンウオールのように半透明にして採光性のものとし得るようにしてあり、このとき、該太陽電池モジュール１に配置した上記４ヶ所の同心円上に位置する透孔１１は、その内径を、例えば２ｃｍ程度とした円形のものとしてあり、その内周面の前後中間位置に出力用のリード線１２を導出してあり、該出力用のリード線１２はインターコネクターで相互に接続した透孔１１近傍の太陽電池セルに設置し、これを透孔１１から透孔１１内周側に引き出して設置してあり、本例のリード線１２は、該透孔１１の内周面から、上記支持金具２における後述の嵌挿リング２３の前方を通過して該嵌挿リング２３の中央位置でその円形の透孔１１の前後中間位置に至る、例えば３ｃｍ程度の長さのものとしてある。
【００２５】
本例にあって各太陽電池モジュール１のコーナーを支持する支持金具２は、構造躯体Ｂに固定する固定ベース２１と、該固定ベース２１から前方に突出した中空ボルト２２と、該中空ボルト２２の先端を定位置として該中空ボルト２２に被嵌配置した上記太陽電池モジュール１の透孔１１の内径と同等乃至これより径小とした嵌挿リング２３と、該嵌挿リング２３を前後で挟持するように前後一対にして前方を化粧用、後方を締着用とした挟持部材２４を備えて構成し、このとき本例の支持金具２は、その上記嵌挿リング２３を太陽電池モジュール１の透孔１１の内径より径小とし、該嵌挿リング２３と透孔１１間の空隙を埋めるように上記透孔１１と嵌挿リング２３間に介装した前後一対にして嵌挿リング２３を前後で被嵌自在の保護リング２５を備えたものとしてある。
【００２６】
固定ベース２１は、隣接する４枚の太陽電池モジュール１における上記同心円上に位置する４つの透孔１１を同時に支持するように、背面に構造躯体Ｂ、本例にあっては方立の側面に締着乃至溶着固定する固定片２１１を突出した、例えば方形中空のボックス状にして正面に４ヶ所の支持金具固定用の雌ネジを配置した金属製、例えば鋼製のものとしてある。
【００２７】
中空ボルト２２は、上記固定ベース２１の支持金具固定用の雌ネジに螺合して、該中空ボルト２２を上記固定ベース２１から前方に突出する雄ネジ２２３をその長手方向後方の軸周りに配置し、長手方向前方の中間位置に、例えば軸を囲繞するように張出突出した、ストッパーをなす円形フィン状の位置決め用突片２２２を一体に配置してあり、このとき該中空ボルト２２は、軸を長手方向全長に中空とした鋼製パイプを加工形成することによって前後に貫通する貫通孔２２１を備えたものとしてある。
【００２８】
嵌挿リング２３は、例えば太陽電池モジュール１の奥行に合せた厚さにして、太陽電池モジュール１の透孔１１の内径、例えば２ｃｍ程度の内径より数ｍｍ小径とし、径内中央位置に上記中空ボルト２２の軸外形に合せて、該中空ボルト２２の軸を被嵌する円形透孔２３１を配置し、また、外周２ヶ所に後述の締着ボルト２４４のガイド溝２３２を軸横断方向に配置したものとしてある。
【００２９】
挟持部材２４は、前後一対のうち前方をＤＰＧ工法の化粧ドットプレートをなす円盤厚肉皿状にして径内２ヶ所に締着ボルト２４４の雌ネジを配置した、上記太陽電池モジュール１の透孔１１より径大として該透孔１１を閉塞被覆する化粧部材２４１と、前後一対のうち後方を該化粧部材２４１の雌ネジに螺合する締着ボルト２４４を挿通する径内２ヶ所のボルト透孔を配置し、径内中央位置に上記中空ボルト２２の軸外形に合せて、該中空ボルト２２の軸を被嵌する円形透孔２４３を配置した厚肉リング状の締着部材２４２によるものとしてある。
【００３０】
保護リング２５は、上記一対の挟持部材２４と嵌挿リング２３間に該嵌挿リング２３挟み込み状に介設する前後一対にしてそれぞれ中央に嵌挿リング受入れ用の円形透孔２５１を、該円形透孔２５１を画するように前後の対向面にその対向方向に向けて突出した、太陽電池モジュール１の厚さの１／２長さにして上記嵌挿リング２３と透孔１１間の空隙を埋める突出フィン２５２を、また、上記円形透孔２５１の内側に上記嵌挿リング２３のガイド溝２３２に対応するガイド溝２５３を備えて、外径を上記一対の挟持部材２４と同等としたリング状のものとしてあり、このとき該保護リング２５は、例えば硬質系又は軟質系の合成樹脂を用いて一体成形したものとしてある。
【００３１】
このように形成した支持金具２は、その固定ベース２１を構造躯体Ｂ、本例にあっては方立に固定し、その４ヶ所の雌ネジに各中空ボルト２２を螺装して、太陽電池モジュール１側に該中空ボルト２２を突出配置する一方、該中空ボルト２２の先端に、その上記位置決め用突片２２２をストッパーとして、円形透孔２３１によって被嵌することによって嵌挿リング２３を装着し、該嵌挿リング２３の前後、後方では上記位置決め用突片２２２の背面に一対の保護リング２５を配置した後、一対の挟持部材２４を該保護リング２５の前後に配置し、その締着部材２４２から一対の締着ボルト２４４を化粧部材２４１に螺入して、これらを締着一体化して用いるものとしてあり、これによって、上記嵌挿リング２３は、太陽電池モジュール１の透孔１１内に位置して、透孔１１との間に形成される空隙に保護リング２５の突出フィン２５２を介設する一方、該前後一対の保護リング２５の対向面が太陽電池モジュール１の透孔１１近傍、即ち、透孔１１の外周近傍前後面に対接した状態に挟持部材２４を中空ボルト２２の前後端に配置して、該保護リング２５が太陽電池モジュール１の前後面を密に被覆して、該前後面を保護し、その損傷を防止するとともに安定且つ確実な支持を行うようにし、太陽電池モジュール１の前面、即ち、カーテンウオールの正面側にあっては、該保護リング２５を挟持部材２４の上記化粧部材２４１、本例にあっては円形ドットプレートの化粧部材２４１が更に被覆して、ＤＰＧ工法による太陽電池モジュール１の支持外観を呈するものとしてある。
【００３２】
このとき、上記太陽電池モジュール１の電力の出力は、上記支持金具２を介してケーブル２８に接続して行うところ、該出力に出力用のリード線１２を用い、また、支持金具２、本例にあっては中空ボルト２２の透孔１１位置乃至その躯体構造Ｂ側位置からその貫通孔２２１に配置したケーブル２８を用いて行なうようにした、本例における電力の出力は、これを、上記出力用のリード線１２を、上記貫通孔２２１内に配置の接続端子２７を介して該貫通孔２２１に配置したケーブル２８に接続して行なったものとしてある。
【００３３】
本例の中空ボルト２２の貫通孔２２１には、その嵌挿リング２３位置、即ち、太陽電池モジュール１の透孔１１位置において、構造躯体Ｂ側から中空ボルト２２の貫通孔２２１に挿入したケーブル２８の前端に設置した接続端子２７、本例にあっては圧着端子を内蔵してあり、該圧着端子に上記太陽電池モジュール１のリード線１２を接続することによって、該太陽電池モジュール１とケーブル２８を接続して、各太陽電池モジュール１が発電した電力を、該ケーブル２８を介して構造躯体Ｂ側に出力し得るようにしてある。
【００３４】
構造躯体Ｂ側では、ケーブル２８を図示省略のインバーターに接続する等して、その電力利用を行うようにすればよい。
【００３５】
以上のカーテンウオールの太陽電池アレイＡを形成する太陽電池モジュール１は、フレームレスにして、コーナーにドット化粧プレートが露出するだけの極めて外観良好にして、半透明にして採光性を備えたガラスカーテンウオール状のものとすることができる。また、太陽電池モジュール１は、その透孔１１を、構造躯体Ｂに固定した支持金具２によって支持し、その透孔１１の内周面に配置した出力用のリード線１２を、この支持金具２を用いてこれに形成した貫通孔２２１に導き、ケーブル２８に接続することによって構造躯体Ｂ側での電力出力を行うようにしたから、支持金具２は太陽電池モジュール１の支持機能と、その発電電力の出力機能を兼用したものとして、可及的簡易な構造にして確実な支持と出力を行うことができる。
【００３６】
なお、図中２２４は、固定ベース２１に中空ボルト２２を螺合するについてその緩み止め用に配置したナット、２２５は嵌挿リング２３を固定するスナップリング、２６は各部材間に必要に応じて介設した絶縁部材である。
【００３７】
図示した例は以上のとおりとしたが、上記リード線を、嵌挿リングの対応位置にその外周から円形透孔に連通するように配置したリード線挿通孔及び対応位置の中空ボルトの軸に配置した同じく挿通孔を介して、該中空ボルトの貫通孔に誘導し、上記貫通孔内でケーブルに接続したものとすること、太陽電池モジュールの電力の出力を、該太陽電池モジュールの透孔の内周面に配置した出力用の接点を用いて、該接点を介して行ったものとすること、このとき、嵌挿リングに対応する接点を配置し、同様に嵌挿リング及び中空ボルトの挿通孔を介して該接点からのリード線を中空ボルトの貫通孔に誘導して、ケーブルに接続したものとすること、上記太陽電池アレイを、上記構造躯体に支持したカーテンウオール壁面とするとき、該構造躯体を、方立以外のワイヤートラス等とすること、上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって屋根の構造躯体に支持した屋根面とすること、上記太陽電池アレイを、ＤＰＧ工法の支持金具によって構造躯体に支持した手摺面乃至塀面とすること等を含めて、本発明の実施に当って、太陽電池アレイ、太陽電池モジュール、その透孔、ＤＰＧ工法、その支持金具、構造躯体、必要に応じて用いる出力用のリード線、出力用の接点、接続端子、ケーブル、固定ベース、中空ボルト、嵌挿リング、化粧用及び締着用の挟持部材、保護リング等の各具体的形状、構造、材質、数量、寸法、用途、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  太陽電池アレイ
Ｂ  構造躯体
１  太陽電池モジュール
１１  透孔
１２  リード線
２  支持金具
２１  固定ベース
２１１  固定片
２２  中空ボルト
２２１  貫通孔
２２２  位置決め用突片
２２３  雄ネジ
２２４  ナット
２２５  スナップリング
２３  嵌挿リング
２３１  円形透孔
２３２  ガイド溝
２４  挟持部材
２４１  化粧部材
２４２  締着部材
２４３  円形透孔
２４４  締着ボルト
２５  保護リング
２５１  円形透孔
２５２  突出フィン
２５３  ガイド溝
２６  絶縁部材
２７  接続端子
２８  ケーブル
【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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