(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形の太陽電池モジュール本体、及びこのモジュール本体の四辺に取付けられた枠材を互いに連結して枠組みされたフレームを備えた複数の太陽電池モジュールと、これらモジュールが互いに並べて設置される複数の架台とを具備する太陽光発電装置において、
前記各太陽電池モジュールが、前記架台上に置かれる前記フレームの互いに平行な枠材の内の一方の枠材の下端に、前記フレームの外側に張り出す外鍔を設け、他方の枠材の下端に前記外鍔と同方向に向けて前記フレームの内側に張り出す内鍔を設けて形成されており、
前記各架台が、前記内外両鍔と同間隔で配置されているとともに、上部に鍔受け部を有しており、
前記各架台の内でこれらの並び方向中間部に位置された架台の前記鍔受け部上に、隣接した太陽電池モジュールの内の一方の太陽電池モジュールが有した前記外鍔が載置されているとともに、この外鍔上に他方の太陽電池モジュールが有した前記内鍔が載置されており、前記架台上に並べて設置された前記各太陽電池モジュールの重なり合った前記外鍔と前記内鍔がボルト及びこのボルトに螺合されたナットで前記鍔受け部に共締めされ、かつ、並び方向に隣接された前記太陽電池モジュールの枠材同士が背合わせ状態に接近ないしは当接されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記外鍔を有した枠材が、前記外鍔の厚みに応じて前記内鍔を有した枠材より高く形成されていて、前記並び方向の一端に配置された太陽電池モジュールが有した前記内鍔と、これが載置されるとともに前記並び方向の一端に配置された前記架台が有した前記鍔受け部との間に、高さ調整用のワッシャが挟み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記外鍔を有した前記枠材と前記内鍔を有した前記枠材の高さが同一であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架台上に設置される太陽電池モジュール、及びこのモジュールを架台上に複数並設して構成されて太陽光発電を行なう太陽光発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールの中には、方形の太陽電池モジュール本体の周囲にフレームを取付けたものがある。この種のフレーム付き太陽電池モジュールは、例えば屋根上の架台に複数並べて設置して使用され、架台とともに太陽光発電装置を構成する。
【０００３】
このような太陽光発電装置の従来例を図５に示す。図５中１は太陽電池モジュール、２は架台を夫々示している。各太陽電池モジュール１は方形な太陽電池モジュール本体３に枠組されたフレーム４を取付けて形成され、架台２上に載せられるフレーム４の互いに平行な枠材４ａ、４ｂには、フレーム４の外側に向けて張り出す外鍔４ａ１、４ｂ１が夫々形成されている。
【０００４】
各太陽電池モジュール１は、その外鍔４ａ１、４ｂ１を個別に上方から貫通するボルト５及びこれに架台２の下側から螺合するナット６の締付けによって、架台２に固定されている。こうした構成はボルト５の上方に開放されたスペースＳを確保できるので、架台２に太陽電池モジュール１を設置し易い点で優れている。
【０００５】
しかし、前記構成の太陽電池モジュール１を架台２上に並設してなる太陽光発電装置は、隣接した太陽電池モジュール１間において、これらモジュール１の外鍔４ａ１、４ｂ１を互いに向き合わせて架台２に固定することによって、隣接した太陽電池モジュール１間に前記スペースＳを設けている。そのため、各スペースＳの幅Ｌが各太陽電池モジュール１の設置密度を高める場合の妨げとなる。よって、太陽光発電装置の発電面積を大きくするために前記設置密度を高めるには不利である。
【０００６】
更に、各太陽電池モジュールの両外鍔４ａ１、４ｂ１を個々に架台２にボルト・ナット５、６で固定する必要があるので、固定部品が数及び固定箇所の数が多く、しかも、架台２の鍔受け部２ａの幅も少なくとも前記幅Ｌ以上は必要であるから、架台２が大形である。したがって、太陽光発電装置のコストが高い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、発電面積を増加できるとともに低コストな太陽光発電装置を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明の太陽光発電装置は、方形の太陽電池モジュール本体、及びこのモジュール本体の四辺に取付けられた枠材を互いに連結して枠組みされたフレームを備えた複数の太陽電池モジュールと、これらモジュールが互いに並べて設置される複数の架台とを具備する太陽光発電装置において、前記各太陽電池モジュールが、前記架台上に置かれる前記フレームの互いに平行な枠材の内の一方の枠材の下端に、前記フレームの外側に張り出す外鍔を設け、他方の枠材の下端に前記外鍔と同方向に向けて前記フレームの内側に張り出す内鍔を設けて形成されており、前記各架台が、前記内外両鍔と同間隔で配置されているとともに、上部に鍔受け部を有しており、前記各架台の内でこれらの並び方向中間部に位置された架台の前記鍔受け部上に、隣接した太陽電池モジュールの内の一方の太陽電池モジュールが有した前記外鍔が載置されているとともに、この外鍔上に他方の太陽電池モジュールが有した前記内鍔が載置されており、前記架台上に並べて設置された前記各太陽電池モジュールの重なり合った前記外鍔と前記内鍔がボルト及びこのボルトに螺合されたナットで前記鍔受け部に共締めされ、かつ、並び方向に隣接された前記太陽電池モジュールの枠材同士が背合わせ状態に接近ないしは当接されていることを特徴としている。
【００１１】
この請求項１に係る発明においては、隣接する太陽電池モジュールの内の一方の太陽電池モジュールの外鍔上に、他方の太陽電池モジュールの内鍔を重ねて、各太陽電池モジュールを架台上に並べて設置できる。そのため、隣接する太陽電池モジュール間に、これらモジュールの鍔を架台に固定するためのスペースを不要として、隣接する太陽電池モジュールの相互間隔を狭めることができる。しかも、隣接する太陽電池モジュールの互いに重なり合った外鍔と内鍔とは、それらの架台への固定を個々に行なう必要がないので、固定のための部品も固定箇所も少なくできる。
【００１２】
なお、本発明において、光電変換をなす太陽電池モジュール（光電変換モジュール）には、そのセルが、非晶質半導体を有する非晶質系のもの、単結晶半導体又は多結晶半導体を有する結晶系のもの等を使用できる。又、本発明において、フレームの各枠材は、金属又は合成樹脂で形成できるとともに、押出し型材等の型材を用いることが望ましく、特に、金属の場合にはアルミニューム合金の押出し型材を使用するとよい。又、本発明の太陽電池モジュールは、屋根上又は大地上等に設置して太陽光発電をするものに適用できる。
又、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記外鍔を有した枠材が、前記外鍔の厚みに応じて前記内鍔を有した枠材より高く形成されていて、前記並び方向の一端に配置された太陽電池モジュールが有した前記内鍔と、これが載置されるとともに前記並び方向の一端に配置された前記架台が有した前記鍔受け部との間に、高さ調整用のワッシャが挟み込まれていることを特徴としている。この請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、更に、設置された太陽電池モジュールの表面を揃えることができる。
更に、請求項３の発明は、請求項1の発明において、前記外鍔を有した前記枠材と前記内鍔を有した前記枠材の高さが同一であることを特徴としている。この請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、更に、並び方向の片端以外の太陽電池モジュールが、内鍔と外鍔との重なり厚さに応じて傾斜して配置されるので、太陽光発電装置を陸屋根上に設置する場合、架台に傾斜をつける工夫を要することなく太陽電池モジュール上に雨水が溜まらないようにできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照しながら本発明の第１実施形態を説明する。
【００１４】
図１は本実施形態に係る太陽電池モジュールを示し、この太陽電池モジュール１１を図２に示すように複数架台１２上に並設して太陽光発電装置１３が形成される。
【００１５】
図１に示すように太陽電池モジュール１１は、方形の太陽電池モジュール本体（以下モジュール本体と略称する。）２１と、この周部に取付けられたフレーム２２とを備えている。モジュール本体２１が有する光電変換のための図示しない太陽電池セルには半導体層例えば薄膜シリコンが用いられている。又、モジュール本体２１の四辺には互いに連続するガスケット２３が被嵌されている。
【００１６】
フレーム２２は、モジュール本体２１の四辺に夫々取付けられた第１から第４の枠材２４から２７を枠組みして形成されている。各枠材２４から２７は例えばアルミニューム合金の押出し型材からなる。各枠材２４から２７はその上端部にフレーム２２の内側に開放する嵌合溝を有している。これらの溝の夫々に、ガスケット２３が既に嵌合されているモジュール本体２１の各辺が密に嵌め込まれて、モジュール本体２１がフレーム２２にその上端開口を塞いで取付けられている。
【００１７】
フレーム２２の枠組みは、互いに平行な一対の枠材、第１、第３の枠材２４、２６の切欠き端部２４ａ、２６ａを、例えば同一の押出し成形型から得た第２、第４の枠材２５、２７の端面に重ねて、切欠き端部２４ａ、２６ａを挿通するセルフタッピングねじ２８を前記枠材２５、２７のタッピングホール２５ａ、２７ａに夫々ねじ込むことによって行われている。
【００１８】
複数の太陽電池モジュール１１において、これらを架台１２上に並べて設置する場合に、その並び方向に間隔を空けて内面同士が対向している互いに平行な枠材、例えば第１、第３の枠材２４、２６の内の一方（本実施形態では第３の枠材２６）には外鍔２６ｂが設けられ、かつ、他方（本実施形態では第１の枠材２４）には内鍔２４ｂが設けられている。
【００１９】
外鍔２６ｂは、第３の枠材２６の下端から略直角に折れ曲がって形成され、フレーム２２の外側、言い換えれば、モジュール本体２１の投影領域から外に張り出して設けられている。内鍔２４ｂは、第１の枠材２４の下端から外鍔２６ｂと同方向に向けて略直角に折れ曲がって形成され、フレーム２２の内側、言い換えれば、モジュール本体２１の投影領域内に張り出して設けられている。外鍔２４ｂと内鍔２４ｂとの出幅は略等しく、かつ、これらには相対応して通孔２９又は３０が開けられている。更に、第３の枠材２６の高さは、その外鍔２６ｂの厚み分に応じて第１の枠材２４の高さより大きくしてある。
【００２０】
図２に示すように前記太陽光発電装置１３は、前記構成の太陽電池モジュール１１と、複数の架台１２と、複数の固定手段とを備えて構成されている。金属製等の架台１２は例えば建物の屋根上に配置される。太陽電池モジュール１１の内外両鍔２４ｂ、２６ｂと同間隔で配置される各架台１２は、太陽電池モジュール１１の下側から固定手段を操作できる高さを有しているとともに、その上部には鍔受け部１２ａが折り曲げられている。各固定手段は、例えばボルト１４と、これに螺合されるナット１５とから形成されている。又、図２中１６は必要に応じて設けられる高さ調整用のワッシャを示している。
【００２１】
屋根上に予め設置された各架台１２上に複数の太陽電池モジュール１１を並べて取付けて太陽光発電装置１３を組立てるには、まず、最も端に位置する１番目の架台１２（例えば図２において左端の架台１２）とこの右隣りに設置されている架台１２とにわたって、太陽電池モジュール１１を仮置きする。この時、前記左端の架台１２の鍔受け部１２ａとこの上に載せられる太陽電池モジュール１１の内鍔２４ｂとの間には、通孔２９に位置合わせしてワッシャ１６を挟み込むことが望ましい。それにより、設置される各太陽電池モジュール１１の表面を揃えることができる。しかし、ワッシャ１６を省略した場合には、前記左端の太陽電池モジュール１１は、各鍔２４ｂ、２６ｂの厚み（略２ｍｍ以下）と同じワッシャ１６の厚みに応じて傾くが、それは若干であるので、設置された太陽光発電装置１３の外観をさほど損なうものではない。
【００２２】
そして、前記左端の架台１２とこの右隣りに設置されている２番目の架台１２との間において、これら架台１２の高さによって仮置きされた太陽電池モジュール１１の下側の作業スペースを利用して、モジュール１１の下側から手を差し入れて、ボルト１４・ナット１５を締付け操作して前記太陽電池モジュール１１の内鍔２４ｂを前記左端の架台１２に固定する。なお、この場合、次に例えば右隣りに設置する２番目の太陽電池モジュール１１を仮置きして、その内鍔２４ｂを、先に仮置きした最も左端の太陽電池モジュール１１の外鍔２６ｂ上に重ねて、先に仮置きした最も左端の太陽電池モジュール１１の動き止めをすることは、ボルト１４・ナット１５の締付け作業をより容易にできる点で好ましい。
【００２３】
次に、内鍔２４ｂが固定された前記左端の太陽電池モジュール１１の右隣りに２番目の太陽電池モジュール１１を仮置きする。この仮置きにおいては、前記左端の太陽電池モジュール１１の外鍔２６ｂ上に、前記２番目に仮置きされる太陽電池モジュール１１の内鍔２４ａが重ねられるとともに、このモジュール１１の外鍔２６ｂが更に右隣りに設置されている３番目の架台１２の鍔受け部１２ａ上に載置される。そして、この状態で、重なりあった内外両鍔２４ｂ、２６ｂを、ボルト１４・ナット１５により共締めして右から２番目の架台１２に固定する。それにより、前記左端の太陽電池モジュール１１の設置が完了すると同時に、その右隣りに仮置きされた２番目の太陽電池モジュール１１の内鍔２４ｂの架台１２への固定が完了する。
【００２４】
そして、以上の作業を太陽電池モジュール１１の並び方向に次々に繰返すことによって、全ての太陽電池モジュール１１を架台１２に固定する。なお、この作業と並行して、隣接した太陽電池モジュール１１間の電気的接続作業も実施される。それにより、太陽光発電装置１３の設置が完了する。この完了状態は図２に示される。
【００２５】
以上のように隣接した太陽電池モジュール１１同士の外鍔２６ｂ上に内鍔２４ｂを重ねて各太陽電池モジュール１１を架台１２に設置して太陽光発電装置１３が組立てられる。そのため、太陽電池モジュール１１の外鍔２６ｂを有した第３の枠材２６の外面と、このモジュール１１に対し並び方向に隣接された他の太陽電池モジュール１１の第１の枠材２４の外面とを、背合わせ状態に接近ないしは当接させることができる。このように並び方向に隣接した太陽電池モジュール１１の相互間隔を、この間隔の消失を含めて狭めることができるから、並設される太陽電池モジュール１１の設置密度が高まる。したがって、太陽光発電装置１３の発電面積を増加できる。なお、並び方向に隣接した太陽電池モジュール１１の第１、第３の枠材２４、２６の互いに重ね合わされた鍔２４ｂ、２６ｂ以外の外面間に多少の間隔を残すことは、そこで太陽電池モジュール１１の熱膨張による変形を吸収できる点で好ましい。
【００２６】
更に、隣接した太陽電池モジュール１１同士の重なり合った外鍔２６ｂと内鍔２４ｂとはボルト・ナット１４・１５で共締めしたから、これら両鍔２４ｂ、２６ｂの固定を個々に行なう必要がない。そのため、架台１２に太陽電池モジュール１１を固定するための部品の数も固定箇所の数も少なくできる。加えて、架台１２の鍔受け部１２ａは、重なり合った両鍔２４ｂ、２６ｂを受けるので、その幅が狭くて済み、架台１２を小形にできる。したがって、太陽光発電装置１３のコストを低減できる。
【００２７】
図３は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同一ないし同様な構成については同一符号を付して、その説明を省略し、以下、第１実施形態とは異なる点を説明する。この第２実施形態は、各太陽電池モジュールの内鍔を省略する代わりに爪係合により、架台並びに隣接する太陽電池モジュールの取付けを容易にした点で、第１実施形態とは異なる。
【００２８】
つまり、第１の枠材２４の下部内面には例えば断面三角形状の凸部からなる爪受け部２４ｃが設けられている。更に、第３の枠材２６の外鍔２６ｂ上には、隣接する太陽電池モジュール１１の第１の枠材２４の爪受け部２４ｃに引掛かる係止爪２６ｃが一体に突設されている。この上向きの係止爪２６ｃは第３の枠材２６の略垂直な外面に対向し接近して設けられている。又、最も端の架台、例えば図３中左端の架台１２上には、受け板３５がボルト・ナット１４、１５を介して予め固定されている。この受け板３５は外鍔２６ｂと略同じ厚みであり、その上面には前記係止爪２６ｃと同様な構成の係止爪３５ａが上向きに突設されている。
【００２９】
前記構成を備えた第２実施形態の太陽電池モジュール１１を並べて太陽光発電装置１３を組立てるには、まず、例えば図３中左端の架台１２とその右隣りの２番目の架台１２とに跨るように最も左端の太陽電池モジュール１１を配置して、このモジュール１１の外鍔２６ｂを、前記２番目の架台１２にボルト・ナット１４、１５で固定する。この場合に、前記左端の太陽電池モジュール１１の第１の枠材２４の爪受け部２４ｃは、受け板３５の係止爪３５ａに引掛けて抜けないように固定する。次に、前記左端の太陽電池モジュール１１の右隣りに設置すべき２番目の太陽電池モジュール１１の第１の枠材２４を、前記２番目の架台１２に既に固定されている前記左端の太陽電池モジュール１１の第３の枠材２６の垂直壁部と係止爪２６ｃとの間に上方から挿入して、係止爪２６ｃを弾性変形させながらこの爪２６ｃに第１の枠材２４の爪受け部２４ｃを引掛けて抜けないように固定する。同時に、前記２番目の太陽電池モジュール１１の外鍔２６ｂを、左から３番目の架台１２にボルト・ナット１４、１５で固定する。そして、以上の作業を太陽電池モジュール１１の並び方向に次々に繰返すとともに、必要な電気的接続作業を並行して行なうことによって、全ての太陽電池モジュール１１を架台１２に固定して、太陽光発電装置１３を組立てる。
【００３０】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に太陽電池モジュール１１の外鍔２６ｂを有した第３の枠材２６の外面と、このモジュール１１に対し並び方向に隣接された他の太陽電池モジュール１１の第１の枠材２４の外面とを、背合わせ状態に接近ないしは当接させることができる。したがって、並設される太陽電池モジュール１１の設置密度が高められ、太陽光発電装置１３の発電面積を増加できる。
【００３１】
又、太陽電池モジュール１１を架台１２に固定するためのボルト・ナット１４、１５の使用数とともに固定箇所を削減でき、かつ架台１２を小形にできることも第１実施形態と同じである。しかし、本実施形態では、第１の枠材２４は爪係合により固定されるので、ボルト１４が挿通する孔の数が少ない。よって、ボルト１４を通し易くなり、設置作業をより容易にできる点で優れている。
【００３２】
図４は本発明の第３実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同一ないし同様な構成については同一符号を付して、その説明を省略し、以下、第１実施形態とは異なる点を説明する。この第３施形態が第１実施形態と異なる点は、各太陽電池モジュールの第１、第３の枠材の高さである。
【００３３】
つまり、第１、第３の枠材２４、２６は同一高さである。それにより、第１実施形態で採用した高さ調整用のワッシャを省略でき、コストを低減できる。
【００３４】
こうした構成を備えた太陽電池モジュール１１は第１実施形態と同様な手順で各架台１２上に並べて設置できるが、既述のように同一高さの第１、第３の枠材２４、２６の内鍔２４ｂと外鍔２６ｂとが重なり合うので、例えば図４において左から２番目以降の太陽電池モジュール１１はいずれも、前記重なり厚さに応じて同方向に多少傾斜される。しかし、この傾斜は厚み２ｍｍ以下の鍔２４ｂ、２６ｂの厚みに依存して作られるので、設置された太陽光発電装置１３の外観が、緩い前記傾斜によってさほど損なわれるものではない。
【００３５】
そして、この第３実施形態においても第１実施形態と同様に本発明の架台を解決できる。しかも、既述のように並び方向片端の太陽電池モジュール１１以外はいずれも傾斜して設置されるので、この太陽光発電装置１３は陸屋根上に設置するのに好適である。つまり、架台１２に傾斜をつける工夫を要することなく、前記殆どの太陽電池モジュール１１が傾斜されていることによって、これらの太陽電池モジュール１１上に雨水が溜まらないようにできるので、耐久性上好ましい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、隣接する太陽電池モジュールの内の一方の太陽電池モジュールの外鍔上に、他方の太陽電池モジュールの内鍔を重ねて、各太陽電池モジュールを架台上に並べて設置できる。そのため、隣接した太陽電池モジュールの相互間隔が狭く、太陽電池モジュールの設置密度を高めることができ、したがって、発電面積を増加できるとともに、重なり合った外鍔と内鍔との固定を個々に行なう必要がなく、固定のための部品も固定箇所も少なくできるから、低コストな太陽光発電装置を提供できる。
請求項２に係る発明によれば、請求項１の発明において、更に、設置された太陽電池モジュールの表面を備えることができる。
請求項３に係る発明によれば、請求項１の発明において、更に、並び方向の方端以外の太陽電池モジュールが、内鍔と外鍔との重なり厚さに応じて傾斜して配置されるので、太陽光発電装置を陸屋根上に設置する場合、架台に傾斜をつける工夫を要することなく太陽電池モジュール上に雨水が溜まらないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールを示す斜視図。
（Ｂ）は図１（Ａ）のＺ−Ｚ線に沿って示す断面図。
（Ｃ）は図１（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿って示す断面図。
【図２】図１の太陽電池モジュールを複数架台上に並設して形成された太陽光発電装置を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールを複数架台上に並設して形成された太陽光発電装置を示す断面図。
【図４】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図。
（Ｂ）は図４（Ａ）の太陽電池モジュールを複数架台上に並設して形成された太陽光発電装置を示す断面図。
【図５】従来例の太陽電池モジュールを複数架台上に並設して形成された太陽光発電装置を示す断面図。
【符号の説明】
１１…太陽電池モジュール
１２…架台
１２ａ…鍔受け部
１３…太陽光発電装置
１４…ボルト
１５…ナット
１６…ワッシャ
２１…太陽電池モジュール本体
２２…フレーム
２３、２４、２５、２６…枠材
２４ｂ…内鍔
２６ｂ…外鍔
【図１】
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【図２】
0004759158.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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