(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレーム部材、該第１フレーム部材に対向する第２フレーム部材、第３フレーム部材、該第３フレーム部材に対向する第４フレーム部材を有するフレームが周囲に取り付けられた矩形状の太陽電池パネルと、
前記第３フレーム部材と間隔を空けて該第３フレーム部材の下方に位置し、第１方向に沿って配置された長尺状の第１架台部材と、
前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１架台部材上に位置し、前記第１フレーム部材および前記第２フレーム部材がそれぞれ配置された複数の長尺状の第２架台部材と、
前記間隔内に位置し、前記第１架台部材上に配置された固定部材と、を備え、
前記第３フレーム部材は、前記太陽電池パネルが取り付けられる取付部と、該取付部に連結された側部と、該側部に連結するとともに、該側部から前記第４フレーム部材に向かって延びる底部と、を有しており、
前記固定部材は、前記底部の一部に接触する第１部位と、前記第４フレーム部材とは反対側の位置で前記側部に接触する第２部位と、前記第１架台部材上に位置する第３部位と、前記第１部位と接続する第１接続部および前記第３部位と接続する第２接続部を介して接続された第４部位と、該第４部位に対向する第５部位と、を有しており、
前記第４部位は、前記第２接続部が前記第１接続部よりも前記第５部位から離れて位置するように傾斜している、太陽電池装置。
【請求項２】
前記固定部材の前記第１部位と前記第３フレーム部材とを固定するねじ部材をさらに備えた、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項３】
前記固定部材は、前記第１部位に連結され、前記底部の前記第４フレーム部材側の側面に対向した状態で位置する第６部位を有する、請求項２に記載の太陽電池装置。
【請求項４】
前記固定部材は、前記第６部位に連結され、前記底部の上面を覆った状態で位置する第７部位を有する、請求項３に記載の太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境保護の気運の高まりに伴い、太陽電池装置を用いた太陽光発電が注目されている。太陽電池装置は、より環境の厳しい地域においても設置が求められている。例えば、台風が発生しやすい地域では、太陽電池装置の太陽電池モジュールが風で吹き飛ばされないような対策が求められる。具体的な対策として、例えば、太陽電池モジュールのフレームを固定具で固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８７５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
環境の厳しい地域には、例えば豪雪地域が挙げられる。このような地域では、太陽電池装置上の雪と、太陽電池装置の外側の雪の結晶が結合して一体となり、太陽電池装置の周辺に積もった雪と太陽電池装置上に積もった雪の両方の荷重が太陽電池装置に作用する。このような場合、太陽電池装置に破損が生じやすくなる。また、上記特許文献１の固定具では、太陽電池モジュールのフレームを下側から支持できていない。そのため、太陽電池装置の外縁部に加わる積雪の沈降力により生じる鉛直方向の荷重に対する耐性が低い。
【０００５】
本発明の目的の１つは、簡素な構造で積雪荷重に対する耐荷重の高い太陽電池装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る太陽電池装置は、第１フレーム部材、該第１フレーム部材に対向する第２フレーム部材、第３フレーム部材、該第３フレーム部材に対向する第４フレーム部材を有するフレームが周囲に取り付けられた矩形状の太陽電池パネルと、前記第３フレーム部材と間隔を空けて該第３フレーム部材の下方に位置し、第１方向に沿って配置された長尺状の第１架台部材と、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１架台部材上に位置し、前記第１フレーム部材および前記第２フレーム部材がそれぞれ配置された複数の長尺状の第２架台部材と、前記間隔内に位置し、前記第１架台部材上に配置された固定部材と、を備える。本実施形態において、前記第３フレーム部材は、前記太陽電池パネルが取り付けられる取付部と、該取付部に連結された側部と、該側部に連結するとともに、該側部から前記第４フレーム部材に向かって延びる底部と、を有しており、前記固定部材は、前記底部の一部に接触する第１部位と、前記第４フレーム部材とは反対側の位置で前記側部に接触する第２部位と、前記第１架台部材上に位置する第３部位と、前記第１部位と接続する第１接続部および前記第３部位と接続する第２接続部を介して接続された第４部位と、該第４部位に対向する第５部位と、を有しており、前記第４部位は、前記第２接続部が前記第１接続部よりも前記第５部位から離れて位置するように傾斜している。
【発明の効果】
【０００７】
本実施形態に係る太陽電池装置によれば、簡素な構造で太陽電池パネルに配置されたフレームの変形を低減できる。その結果、太陽電池装置の耐荷重性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置および太陽電池モジュール用架台を示す図であり、図１（ａ）は太陽電池装置の斜視図、図１（ｂ）は太陽電池装置から太陽電池モジュールを取り外して太陽電池モジュール用架台を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置に用いる太陽電池モジュールの一例を示す図であり、図２（ａ）は太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した場合の端面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断した場合の端面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置に用いる固定部材を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図４（ａ）は図１（ａ）のＣ部を拡大して示す斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ’端面における端面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置に加わる荷重と撓みを示すモデル図であり、図５（ａ）は太陽電池装置およびその周囲に雪が積もった様子を図４（ｂ）に相当する端面において示すモデル図であり、図５（ｂ）は図４（ｂ）の端面において太陽電池装置の第３フレーム部材に加わる力を模式的に示すモデル図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の固定部材を示す図であり、図６（ａ）は図３（ａ）に相当する斜視図、図６（ｂ）は図４（ｂ）に相当する端面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の固定部材に加わる荷重を示すモデル図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図４（ｂ）に相当する端面図である。
【図９】図９（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置の一部を示す図であり、図４（ｂ）に相当する端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
本発明に係る太陽電池装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、例えば、本発明の一実施形態に係る太陽電池装置１を構成する太陽電池モジュール２の受光面に平行で、この受光面が設置面３に対して傾斜した方向をＹ方向、受光面の法線に沿った方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ軸方向に垂直な方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向に沿って紙面の奥側から手前に向かう方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向と逆の方向を−Ｘ方向とする。また、Ｙ方向に沿って紙面の手前側から奥側へ向かう方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向と逆の方向を−Ｙ方向とする。また、Ｚ軸方向に沿って高い側に向かう方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向と逆の方向を−Ｚ方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面をＸＹ平面、Ｙ軸およびＺ軸を含む平面をＹＺ平面、Ｚ軸およびＸ軸を含む平面をＺＸ平面とする。さらに、以下の説明では、太陽電池モジュール２の受光面に入射する光の光源（太陽）のある＋Ｚ方向を上と称し、−Ｚ方向を下と称する場合がある。また、図１等において、太陽電池装置１の傾斜方向における下方を軒側とし、傾斜方向における上方を棟側と称する場合がある。なお、各図面は模式的に示したものであり、各構成のサイズおよび位置関係等は正確に示したものではない。
【００１０】
図１に示すように、太陽電池装置１は、例えば水平面である設置面３に配置された基礎２１上に設置される。太陽電池装置１は、基礎２１上に配置された台座部材２２と、この台座部材２２の上部に架設される複数の第１架台部材２３および第２架台部材２４と有している。そして、太陽電池装置１では、第１架台部材２３および第２架台部材２４の上に太陽電池モジュール２が設置されている。また、本実施形態では、基礎２１、台座部材２２、第１架台部材２３および第２架台部材２４を含めて太陽電池モジュール用架台４となる。
【００１１】
次に、太陽電池装置１を構成する各要素について詳細に説明する。
【００１２】
＜太陽電池モジュール＞
まず、太陽電池装置１の発電手段として機能する太陽電池モジュール２について説明する。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール２は、複数の太陽電池素子１２を互いに電気的に接続してなる集合体を備えている。太陽電池モジュール２は、図２（ｂ）に示すように、太陽電池素子１２を配設した透光性基板側から光が入射されるスーパーストレート構造を有している。なお、太陽電池モジュールは、太陽電池素子がガラス基板で囲まれたダブルガラス構造または上記透光性基板の反対側から光が入射されるサブストレート構造など様々な構造を選択できる。とりわけ、スーパーストレート構造であれば、生産量が多い単結晶シリコンまたは多結晶シリコン太陽電池に適用しやすい。以下では、スーパーストレート構造の太陽電池モジュールの一例について説明する。
【００１３】
図２に示すように、太陽電池モジュール２は、透光性基板１１と、この透光性基板１１に対して所定位置に配置された複数の太陽電池素子１２と、これら太陽電池素子１２の周囲を保護する充填材１３と、裏面保護部材１４とが積層されて構成された太陽電池パネル１５を有している。ここで、太陽電池パネル１５は、主として光が入射される受光面１５ａと、この受光面１５ａに対して裏側に位置する裏面１５ｂとを有している。
【００１４】
透光性基板１１は、太陽電池素子１２等を受光面１５ａ側から保護する機能を有している。このような透光性基板１１としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等を用いることができる。
【００１５】
太陽電池素子１２は、入射された光を電気に変換する機能を有している。このような太陽電池素子１２は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる半導体基板と、この半導体基板の表面（上面）および裏面（下面）に設けられた電極とを有している。単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を有する太陽電池素子１２は、例えば、平面視で四角形状をしている。このとき、太陽電池素子１２の一辺の大きさは、例えば、１００〜２００ｍｍである。このような太陽電池素子１２では、例えば、隣接する太陽電池素子１２のうち、一方の太陽電池素子１２の表面に位置する電極と、他方の太陽電池素子１２の裏面に位置する電極とが配線材（インナーリード）で電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池素子１２が直列接続されるように配列される。このような配線材としては、例えば、半田が被覆された銅箔などを用いることができる。
【００１６】
なお、太陽電池素子１２の種類は、特に制限されない。上記の他に例えば、太陽電池素子における光電変換部分がアモルファスシリコン系、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト系またはＣｄＴｅ系などの材料から成る薄膜型の太陽電池素子が採用されてもよい。上述した薄膜型の太陽電池素子は、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコン系、ＣＩＧＳ系またはＣｄＴｅ系などからなる光電変換層および透明電極などを適宜積層させたものが利用できる。このような薄膜型の太陽電池素子は、ガラス基板上で光電変換層および透明電極にパターニングを施して集積化することによって得られる。そのため、薄膜型の太陽電池素子では、複数の光電変換層同士を接続する配線材を不要にできる。さらに、太陽電池素子１２は、単結晶または多結晶シリコン基板上にアモルファスシリコンの薄膜を形成したタイプであってもよい。
【００１７】
太陽電池素子１２の受光面１５ａおよび裏面１５ｂ側にそれぞれ設けられる充填材１３は、太陽電池素子１２を封止する機能を有している。このような充填材１３としては、例えば、エチレンビニルアセチレートの共重合体などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００１８】
裏面保護部材１４は、太陽電池素子１２等を裏面１５ｂ側から保護する機能を有してい
る。このような裏面保護部材１４は、太陽電池パネル１５の裏面１５ｂ側に位置する充填材１３と接着している。裏面保護部材１４としては、例えば、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、またはこれらを適宜選択して積層したものを用いることができる。
【００１９】
太陽電池モジュール２は、矩形状の太陽電池パネル１５の周囲にフレーム１６を有する。フレーム１６は、太陽電池パネル１５のそれぞれの辺と略同じ長さを有する棒状であり、太陽電池パネル１５の縁を保持する機能を持つ。このようなフレーム１６は、例えばアルミニウムを押し出し成形することによって製造することができる。また、フレーム１６は、第１フレーム部材１６１、第２フレーム部材１６２、第３フレーム部材１６３および第４フレーム部材１６４で構成されている。本実施形態において、第１フレーム部材１６１および第２フレーム部材１６２は、Ｘ方向に沿って位置するとともに、Ｙ方向において互いに間隔を空けて対向して位置する。また、第３フレーム部材１６３は、Ｙ方向に沿って位置するとともに、第１架台部材２３の上方に位置する。第４フレーム部材１６４は、Ｙ方向に沿って位置するとともに、Ｘ方向において第３フレーム部材１６３と間隔を空けて対向して位置する。各フレーム部材は、ねじなどによって互いに両端部で固定されている。
【００２０】
また、第３フレーム部材１６３は、太陽電池パネル１５を嵌め込むことで取り付けることができる凹型の部分である取付部１６ａと、取付部１６ａに連結されて太陽電池パネル１５の主面と垂直（−Ｚ方向）に、太陽電池パネル１５から遠ざかる下方に延びる板状の側部１６ｂを有する。また、第３フレーム部材１６３は、側部１６ｂに連結するとともに、太陽電池パネル１５の主面と平行で且つ第４フレーム部材１６側に向かって延びる板状の底部１６ｃを有する。
【００２１】
＜基礎＞
基礎２１は、太陽電池装置１の土台としての機能を有している。このような基礎２１としては、例えば、長尺のコンクリートを土中に埋め込んだ布基礎を用いることができる。このとき、地盤が軟弱である場合は、布基礎の底部の幅を広げて接地圧を低減させてもよい。このような布基礎は、底部の広い面積で地盤に支持される。これにより、基礎２１の不同沈下に伴う太陽電池装置１の歪みを低減できる。その結果、太陽電池モジュール２の破損等が低減できる。
【００２２】
なお、基礎２１としては、例えばステンレスで構成されたスクリュー杭を用いてもよい。スクリュー杭は、円形断面の杭体の外周に螺旋状の翼を設けたものであり、周面摩擦および引抜抵抗を向上させたものである。このような摩擦杭を基礎２１に用いることによって、太陽電池装置１に吹き上げ方向の風圧力が加わった時の引抜抵抗が高まる。その結果、太陽電池装置１の強度を高めることができる。
【００２３】
＜台座部材＞
台座部材２２は、基礎２１上に配置された第１架台部材２３を支える台となる部材である。図１に示すように、台座部材２２は、Ｙ方向に隣り合う２つの台座部材２２の上部で第１架台部材２３を支持している。台座部材２２は、水平面である設置面３上に、その長手方向が設置面３に対して垂直になるように配置される。
【００２４】
本実施形態において、台座部材２２は２種類用いられている。具体的に、太陽電池装置１では、第１架台部材２３の傾斜の下方側を支持する台座部材２２１と、第１架台部材２３の傾斜の上方側を支持する台座部材２２２とを有する。台座部材２２１は台形状の断面形状を成す管状部材である。また、台座部材２２２は、基礎２１上に立設されたＩ型もしくはＨ型に類似した断面形状を有する柱体である。このような台座部材２２は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型によって形成することができる。
【００２５】
＜第１架台部材＞
第１架台部材２３は、図１および図４に示すように、Ｙ方向に隣り合う台座部材２２上に設置面３に対して傾斜するように掛け渡される長尺の部材である。すなわち、第１架台部材２３は、Ｙ方向（第１方向）に沿って配置されている。また、本実施形態では、２本の第１架台部材２３がＸ方向で互いに略平行に位置するように配置されている。本実施形態では、２つの第１架台部材２３について、＋Ｘ方向に向かって順に第１架台部材２３１、第１架台部材２３２とする。各第１架台部材２３は、台座部材２２１の上および台座部材２２２の上に掛け渡されている。
【００２６】
第１架台部材２３は、例えば略角パイプ状の断面形状をもつ棒材である。また、第１架台部材２３は、＋Ｚ方向側に上面２３ａを有する。そして、第１架台部材２３は、その上面２３ａに、第１架台部材２３長手方向に沿って設けられたボルト溝２３ｂが設けられている、このボルト溝２３ｂには、ねじ部材２７のボルトの頭部が嵌まる。
【００２７】
このような第１架台部材２３は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型によって形成することができる。
【００２８】
＜第２架台部材＞
第２架台部材２４は、図１および図４に示すように、第１架台部材２３上に、第１架台部材２３の長手方向と交差（本実施形態では直交）するように、Ｘ方向（第２方向）に沿って掛け渡される部材である。本実施形態では、Ｙ方向において４本の第２架台部材２４が互いに略平行に位置するように配置されている。
【００２９】
第２架台部材２４は、例えば、角パイプ状の断面形状を有し、Ｘ方向に沿って細長い棒状の部材である。第２架台部材２４の長手方向（Ｘ方向）における寸法は、太陽電池モジュール２の寸法や材質に応じて適宜選択できるが、例えば、一枚から複数枚の太陽電池モジュール２のＸ方向における寸法としてもよい。また、第２架台部材２４は、上部側において、＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ開口した凹状部２４ａを有する。第２架台部材２４は、下部側において、＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ延びた板状のフランジ部２４ｂを有する。第２架台部材２４は、ストッパー部材２５によって、フランジ部２４ｂが押さえ付けられることによって、第１架台部材２３上に固定される。複数の第２架台部材２４は、Ｙ方向に沿って、太陽電池モジュール２の第３フレーム部材１６３および第４フレーム部材１６４の長さと略同じ長さの間隔を空けて互いに平行に配置される。本実施形態では、第２架台部材２４を＋Ｙ方向に向かって順に第２架台部材２４１、第２架台部材２４２、第２架台部材２４３、第２架台部材２４４とする。図４（ａ）に示すように、第１フレーム部材１６１および第２フレーム部材１６２は、隣り合う一対の第２架台部材２４にそれぞれ固定されている。具体的に、第１フレーム部材１６１および第２フレーム部材１６２は第２架台部材２４の凹状部２４ａに挿入されて固定される。
【００３０】
このような第２架台部材２４は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型により形成することができる。
【００３１】
＜固定部材＞
図１、図３、図４に示すように、固定部材２６は、Ｙ方向の両側に開口した角パイプ状の部分と、その上部に立設したリブとを備えた概略形状を有する。
【００３２】
固定部材２６は、図３（ｂ）に示すようにＹ方向から見ると、その＋Ｚ方向に位置する上面を有する板状の第１部位２６ａと、第１部位２６ａから＋Ｚ方向へ立ち上がって設け
られたリブに相当する板状の第２部位２６ｂとを有する。さらに、固定部材２６は、第１部位２６ａの−Ｚ方向側に位置する下面を有する板状の第３部位２６ｃと、第２部位２６ｂの−Ｚ方向側に位置して第１部位２６ａと第３部位２６ｃとをつなぐ一方の側面を有する板状の第４部位２６ｄとを有する、さらに、固定部材２６は、第４部位２６ｄと対向して配置され、第１部位２６ａと第３部位２６ｃの間をつなぐ他方の側面を有する板状の第５部位２６ｅを有する。また、第３部位２６ｃは、第５部位２６ｅよりも外側に張り出した部分を有する。そして、第３部位２６ｃには、この張り出した部分にねじ部材２７のボルトが挿通される第１孔部２６ｈが設けられている。
【００３３】
固定部材２６のＸ方向の幅は、第１架台部材２３のＸ方向の幅とほぼ同じであればよいい。また、固定部材２６の第１部位２６ａと第３部位２６ｃとの間のＺ方向における距離は、第３フレーム部材１６３の底部１６ｃと第１架台部材２３の上面２３ａの間のＺ方向における距離とほぼ同じであればよい。
【００３４】
固定部材２６は、図１および図４に示すように、第１架台部材２３上に当接して配置される。より具体的に、固定部材２６は、Ｙ方向に延びる第３フレーム部材１６３の略中間の位置の下方において、第１架台部材２３の上面２３ａと第３フレーム部材１６３の底部１６ｃとの間（間隔内）に配置される。固定部材２６は、第３部位の第１孔部２６ｈを挿通されて、第１架台部材２３のボルト溝２３ｂに取り付けられるねじ部材２７によって第１架台部材２３上に固定される。これにより、固定部材２６は、基礎２１、台座部材２２、第１架台部材２３を介して所望の設置面３の位置からずれないように第３フレーム部材１６３を固定することができる。
【００３５】
これにより、固定部材２６は、第１部位２６ａが第３フレーム部材１６３の底部２６ｃの一部と接触して配置される。なお、第１部位２６ａと底部２６ｃの間は、クリアランスを設けて第３フレーム部材に撓みを生じたときに直ちに接触するように配置してもよい。このようなクリアランスは、太陽電池モジュール用架台４を組み立てるときに部材同士の公差で干渉して組み立てられなくなることを避けるために設ける。なお、以下の説明では、クリアランスを設けた場合も、実質的に接触しているものとして、接触という表現を用いるものとする。このようなクリアランスの大きさは、第３フレーム部材１６３に塑性変形を生じない範囲とすればよく、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲にするとよい。
【００３６】
また、第２部位２６ｂは第３フレーム部材１６３の側部１６ｂの一部と接触して配置される。同様に第２部位２６ｂと側部１６ｂの間に若干のクリアランスが設けられてもよい。
【００３７】
次に、本実施形態に係る太陽電池装置１の耐荷重性能について図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、雪Ｓが太陽電池装置１とその周囲の設置面３を含めて覆うように降り積もると、雪Ｓは自重による圧縮や気温の上下により、太陽電池装置１上と太陽電池装置１の外側の雪Ｓの結晶同士が結合したようにふるまう。このように雪Ｓが一体化したようにふるまうと、特に太陽電池装置１の外縁部において、太陽電池装置１の上方の雪の荷重だけでなく、太陽電池装置１の周囲の雪の荷重も加わり、一体となった鉛直方向の下向きの積雪荷重１０１が加わる。
【００３９】
積雪荷重１０１は、太陽電池装置１の外縁部に位置する第３フレーム部材１６３の取付部１６ａに太陽電池パネル２を介して第１の力１０２として加わる。第１の力１０２は、第３フレーム部材１６３を−Ｚ方向に撓ませる曲げ応力となる。さらに、第１の力１０２は、太陽電池パネル１５から取付部１６ａに加わる力のベクトルと、第３フレーム部材１
６３の重心Ｇとがずれている。太陽電池装置１では、第３フレーム部材１６３の両端部が第１フレーム部材１６１および第２フレーム部材１６２で固定されているため、第１の力１０２が第３フレーム部材１６３の中間部において重心を通ってＹ方向に沿う軸を中心に捩じる捩じりモーメント１０３として作用するようになる。
【００４０】
また、積雪荷重１０１を受けて撓んだ太陽電池パネル１５は、第３フレーム部材１６３を＋Ｘ方向に押し出す方向に第２の力１０４が加わる。さらに、結合した雪の結晶が第３フレーム部材１６３の取付部１６ａと太陽電池パネル１５の段差１７に付着することによって、第３フレーム部材１６３を太陽電池パネル１５から＋Ｘ方向に引き抜こうとする第３の力１０５が加わる。
【００４１】
このように、第３フレーム部材１６３に対して第１の力１０２、捩じりモーメント１０３、第２の力１０４および第３の力１０５が加わることによって、第３フレーム部材１６３が変形し、第３フレーム部材１６３の取付部１６ａから太陽電池パネル１５が脱落する場合がある。
【００４２】
これに対し、本実施形態では、固定部材２６の第１部位２６ａが第３フレーム部材１６３の底部２６ｃに接触して支持している。これにより、本実施形態では、第３フレーム部材１６３を鉛直方向の下向きに撓ませる第１の力１０２に対して、第１の反力１０６を生じさせることができる。その結果、本実施形態では、第３フレーム部材１６３の−Ｚ方向の曲げ変形を低減することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、固定部材２６の第２部位２６ｂと第３フレーム部材１６３の側部１６ｂとが接触している。これにより、本実施形態では、捩じりモーメント１０３および第２の力１０４、第３の力１０５に対して第２の反力１０７を生じさせることができる。その結果、本実施形態では、第３フレーム部材１６３の捩じり変形と太陽電池装置１の外側（＋Ｘ方向）への移動を低減できる。
【００４４】
本実施形態では、固定部材２６の第１部位２６ａが第３フレーム部材１６３の底部１６ｃと接触し、第２部位２６ｂが第３フレーム部材１６３の側部１６ｂと接触することによって、第３フレーム部材１６３の撓みや捩じれ、過度な移動を低減できる。これにより、本実施形態では、太陽電池パネル１５が第３フレーム部材１６３から脱落しにくくなる。
【００４５】
また、太陽電池装置１は、第１部位２６ａおよび第２部位２６ｂを備えた簡素な固定部材２６を太陽電池装置１と第１架台部材２３との間に配置する比較的簡素な施工方法を用いることで耐荷重性能を高めることができる。
【００４６】
［第２実施形態］
本実施形態に係る太陽電池装置１は、図６に示すように、固定部材２６の構造が第１実施形態と相違する。固定部材２６は、第１架台部材２３上に位置する第３部位２６ｃと、第１部位２６ａと接続する第１接続部２６ｊおよび第３部位２６ｃと接続する第２接続部２６ｋを介して接続された第４部位２６ｄと、第４部位２６ｄに対向する第５部位２６ｅとを有している。そして、本実施形態において、第４部位２６ｄは、第２接続部２６ｋが第１接続部２６ｊよりも第５部位２６ｅから離れて位置するように傾斜している。換言すると、固定部材２６では、第４部位２６ｄが第１部位２６ａから第３部位２６ｃに近づくに伴い、第５部位２６ｅから遠ざかる方向に傾斜している。また、本実施形態では、第１部位２６ａと第５部位２６ｅとの接続部分を第３接続部２６ｌ、第３部位２６ｃと第５部位２６ｅとの接続部分を第４接続部２６ｍとする。
【００４７】
本実施形態では第５部位２６ｅに対して傾斜した第４部位２６ｄを有することによって
、第１部位２６ａ、第３部位２６ｃ、第４部位２６ｄおよび第５部位２６ｅで囲まれた台形型のトラス構造に類似した構成とすることができる。このような場合、図７に示すように、第２部位２６ｂが第３フレーム部材１６３から＋Ｘ方向の荷重（第４の力１０８）を受けた際に、第４部位２６ｄに引張応力１０９が生じる。このように、本実施形態における固定部材２６は、トラス構造に近い形状であるため、外部から加わる荷重に対して第１接続部２６ｊ、第２接続部２６ｋ、第３接続部２６ｌおよび第４接続部２６ｍで曲げ応力が生じにくくなる。それゆえ、本実施形態では、第１部位２６ａおよび第３部位２６ｃをＸ方向にずらす変形、およびＺ方向に押し潰される変形に対して高い強度を有するようになる。その結果、第３フレーム部材１６３の強度を高めることができるため、太陽電池装置１の耐荷重性能を高めることができる。
【００４８】
［第３実施形態］
本実施形態に係る太陽電池装置１は、図８に示すように、固定部材２６の第１部位２６ａと、第３フレーム部材１６３の底部１６ｃとを固定するねじ部材２７を有する点で第１実施形態と異なる。
【００４９】
第３フレーム部材１６３の底部１６ｃには、ねじ部材２７が挿通される第２孔部１６ｃ１が設けられている。また、本実施形態における固定部材２６の第１部位２６ａは、第１接続部２６ｊよりも第４フレーム部材１６４側に延在している。この第１部位２６ａの延在した部位に第２孔部１６ｃ１と対向する第３孔部２６ｉが設けられている。ねじ部材２７は、第２孔部１６ｃ１および第３孔部２６ｉを挿通される。これにより、固定部材２６の第１部位２６ａと第３フレーム部材１６３とがねじ部材２７で固定される。
【００５０】
本実施形態では、第３フレーム部材１６３を固定部材２６に強固に固定できるため、風荷重等の負圧荷重に対する太陽電池装置１の耐荷重性能をより高めることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
【００５２】
例えば、固定部材２６は、図９（ａ）に示すように、第１部位２６ａに連結され、第３フレーム部材１６３の底部１６ｃの第４フレーム部材１６４側の側面１６ｄに対向する第６部位２６ｆを有していてもよい。このような固定部材２６では、第３フレーム部材１６３（底部１６ｃ）が第４フレーム部材１６４に近づく方向に捩じれるような変形を低減できる。その結果、太陽電池パネル１５の脱落を低減できる。さらに、固定部材２６は、図９（ｂ）に示すように、第６部位２６ｆに連結され、第３フレーム部材１６３の底部１６ｃの上側の面である上面１６ｅを覆った状態で位置する第７部位２６ｇを有していてもよい。このような固定部材２６では、太陽電池モジュール２に負圧が加わっても、太陽電池モジュール２の＋Ｚ方向における移動を第７部位２６ｇで妨げることができる。これにより、太陽電池装置１の耐荷重性能がより高まる。また、上述の実施形態では、１つの第３フレーム部材１６３に対して１つの固定部材２６が設けられているが、複数の固定部材２６を設けてもよい。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１：太陽電池装置
２：太陽電池モジュール
３：設置面
４：太陽電池モジュール用架台
１１：透光性基板
１２：太陽電池素子
１３：充填材
１４：裏面保護部材
１５：太陽電池パネル
１５ａ：受光面
１５ｂ：裏面
１６：フレーム部材
１６１：第１フレーム部材
１６２：第２フレーム部材
１６３：第３フレーム部材
１６４：第４フレーム部材
１６ａ：取付部
１６ｂ：側部
１６ｃ：底部
１６ｃ１：第２孔部
１６ｄ：側面
１６ｅ：上面
１７：段差
２１：基礎
２２、２２１、２２２：台座部材
２３、２３１、２３２：第１架台部材
２３ａ：上面
２３ｂ：ボルト溝
２４、２４１、２４２、２４３、２４４：第２架台部材
２４ａ：凹状部
２４ｂ：フランジ部
２５：ストッパー部材
２６：固定部材
２６ａ：第１部位
２６ｂ：第２部位
２６ｃ：第３部位
２６ｄ：第４部位
２６ｅ：第５部位
２６ｆ：第６部位
２６ｇ：第７部位
２６ｈ：第１孔部
２６ｉ：第３孔部
２６ｊ：第１接続部
２６ｋ：第２接続部
２６ｌ：第３接続部
２６ｍ：第４接続部
２７：ねじ部材
１０１：積雪荷重
１０２：第１の力
１０３：捩じりモーメント
１０４：第２の力
１０５：第３の力
１０６：第１の反力
１０７：第２の反力
１０８：第４の力
１０９：引張応力
Ｇ：重心
Ｓ：雪
【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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【図９】
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