(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子を受光面側部材と裏面側部材との間に配置して成る太陽電池パネルと、
内周部を前記太陽電池パネルの外周部に当接した状態で前記太陽電池パネルを取り囲むようにして前記太陽電池パネルに固定されるモジュール枠部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、
前記モジュール枠部材は、受光面側部材側より平面視して前記モジュール枠部材の内周から外周に向かって延びるとともに前記モジュール枠部材の外側面に設けられた切欠溝を有し、
前記切欠溝は、前記太陽電池パネルの受光面に通じるように開口し、かつ前記太陽電池パネルの外側面が露出するように設けら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】
前記切欠溝は、前記モジュール枠部材の外側面に位置する終端部を有し、
前記終端部よりも前記内周側に開口幅が最小となる絞り部を有し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】
前記絞り部の幅は、２ｍｍ〜１５ｍｍであり、且つ、該絞り部の幅と前記終端部の幅との差が１ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記モジュール枠部材は、その外側面の少なくとも一部に凸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項２に記載の太陽電池モジュールを複数個並設してなり、隣接する太陽電池モジュールを前記切欠溝の終端部同士が対応する箇所に位置設定されるよう配したことを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項６】
隣接する太陽電池モジュールは、そのモジュール枠部材に設けられた嵌合部で互いに固定されることを特徴とする請求項５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、太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイに関するものであり、特に太陽電池モジュールの受光面に存在する液体の排出性を向上したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池素子を複数接続した状態で受光面側または裏面側にそれぞれ部材を配して太陽電池パネルとしていた。このような太陽電池パネルは、その外周部で、少なくとも受光面側およびパネル厚み方向（側面）を覆うようにモジュール枠部材が装着されていた。【０００３】
また、太陽電池モジュールを設置する場合には、設置箇所の受光量や出力に応じて複数の太陽電池モジュールを電気的に接続した上で、隣接しあう太陽電池モジュールを隙間なく並べ、かつ受光方向に考慮して全体を傾斜させて配置していた。このような複数の太陽電池モジュールの集合体を太陽電池アレイという。【０００４】
このような太陽電池モジュール（太陽電池アレイ）において、降雨などで液体が受光面に溜まってしまうことになる。これは、太陽電池モジュールの受光面上に、厚みのあるモジュール部材が存在してしまうためである。このように溜まった液体は、その後蒸発すると共に、液体に含まれていたほこりなどが太陽電池モジュールの受光面上に残り、太陽光が遮断して太陽電池モジュールの電気出力が大きく低下するという問題を生じていた。【０００５】
このような問題を解決するために、太陽電池モジュールのモジュール枠部材の上面部（受光面部）に所定の開口幅を有する切欠部を設け、受光面上からの水はけを良くすることが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−９４１００号公報
【特許文献２】実開平６−１７２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような太陽電池モジュールにおいても未だ十分な排液性を有するには至らず、太陽電池モジュールの受光面に汚れが発生して、太陽電池モジュールの出力を大きく低下させてしまっていた。【０００７】
他方、太陽電池モジュールのモジュール枠部材に切欠部を設けたとしても、複数の太陽電池モジュールを傾斜方向（上下方向）に数段並べて隙間なくモジュール枠体を当接させて設置した太陽電池アレイでは、傾斜の上方向にある太陽電池モジュールの液体が下の太陽電池モジュールに流れることから、最下段の太陽電池モジュールが強く汚れる結果、太陽電池アレイ全体としての出力を低下させてしまう。【０００８】
本発明は上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、降雨後に太陽電池モジュール上の液体が溜まりにくくなり、よって長期間の使用によっても太陽電池モジュールの受光面に汚れが発生しにくい太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子を受光面側部材と裏面側部材との間に配置して成る太陽電池パネルと、内周部を前記太陽電池パネルの外周部に当接した状態で前記太陽電池パネルを取り囲むようにして前記太陽電池パネルに固定されるモジュール枠部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、前記モジュール枠部材は、受光面側部材側より平面視して前記モジュール枠部材の内周から外周に向かって延びるとともに前記モジュール枠部材の外側面に設けられた切欠溝を有し、前記切欠溝は、前記太陽電池パネルの受光面に通じるように開口し、かつ前記太陽電池パネルの外側面が露出するように設けられていることを特徴とする。また、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、前記切欠溝は、前記モジュール枠部材の外側面に位置する終端部を有し、前記終端部よりも前記内周側に開口幅が最小となる絞り部を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、前記絞り部の幅は、2mm〜15mmであり、且つ、該絞り部の幅と前記終端部の幅との差が1mm〜7mmであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、前記モジュール枠部材は、その外側面の少なくとも一部に凸部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイは、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを複数個並設してなり、隣接する太陽電池モジュールを前記切欠溝の終端部同士が対応する箇所に位置設定されるよう配したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイにおいて、隣接する太陽電池モジュールは、そのモジュール枠部材に設けられた嵌合部で互いに固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子を受光面側部材と裏面側部材との間に配置して成る太陽電池パネルと、内周部を前記受光面側部材の外周部に当接した状態で前記太陽電池パネルを取り囲むようにして前記太陽電池パネルに固定されるモジュール枠部材とを備え、前記モジュール枠部材は、受光面側部材側より平面視して内周（太陽電池パネルの中心側）から外周に向って延びるとともに前記モジュール枠部材の外側面に設けられた切欠溝を有し、前記切欠溝は、前記太陽電池パネルの受光面に通じるように開口し、かつ前記太陽電池パネルの外側面が露出するように設けられていることから、太陽電池モジュールの受光面に存在する液体は、切欠溝を通過することによって、太陽電池モジュールの外部へとスムーズに移動・排出される。それゆえ、受光面に滞留した液体が蒸発して、液体中に混入したごみやほこりが汚れとして残り、出力低下の原因となることを抑制できる。ここで、モジュール枠部材の外側面とは、モジュール枠部材のうち、太陽電池パネルの側面から太陽電池モジュールの側面までの部分（言い換えれば、モジュール枠部材の厚み部分）を示す概念である。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールおいて、この絞り部の幅は、2mm〜15mmであり、且つ、この絞り部の幅と終端部の幅との差が1mm〜7mmとした。このように、絞り部で液体が滞留することを抑制しつつ、液体をスムーズに外部へ排出することができる。この効果は、切欠溝の内面に十分な親水性が確保されることに起因するものと推測される。特に、絞り部の幅と終端部の幅との差を1mm〜7mmにする ことによって、太陽電池モジュールの受光面に存在する液体をより効果的に外部に排出することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールでは、そのモジュール枠部材を、その外側面の少なくとも一部に凸部を有するように構成したことから、当該太陽電池モジュールを他の太陽電池モジュールと並設する際に、その接合部位において緩衝材の役割を奏するとともに、隣接する太陽電池モジュールとの間に所定のスペースを構成することで太陽電池モジュール裏面側への排液性を向上させることが可能となる。
【００１７】
そして、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイによれば、切欠溝の終端部同士が対応する箇所に位置設定されることから、一の太陽電池モジュールの受光面に存在する液体は、互いの切欠溝を介して隣接する太陽電池パネルの受光面へと移動することに従って、その流速及び総量が大きくなるため、太陽電池パネル上に存在するほこりやゴミを効果的に取り込んで、太陽電池アレイの外部に排出することができる。
【００１８】
また、本発明の実施形態に係る太陽電池アレイは、隣接する太陽電池モジュール同士を、それらのモジュール枠部材に設けられた嵌合部で互いに固定するようにしたことから、上述した切欠溝の終端部同士の位置合わせが容易にできる。加えて、モジュール枠部材を架台等に固定せずに並設できるため、設置工数やボルト・ナット等の部材を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュール外観斜視図である。
【図２】本発明に係る太陽電池パネルの部分分解図である。
【図３】本発明に係るモジュール枠部材の外観図である。
【図４】本発明に係るモジュール枠部材の部分拡大図である。
【図５】本発明に係るモジュール枠部材に太陽電池パネルを嵌め込み、隣接するモジュール枠部材とビス止めする様子を示した概略図である。
【図６】本発明に係るまた太陽電池モジュールの枠部分の断面図を示すものであり、（ａ）は切欠溝が形成されていない領域部分、（ｂ）は切欠溝が形成されている領域部分の断面図である。
【図７】切欠溝の変形例を示す部分拡大斜視図である。
【図８】切欠溝の変形例を示す部分拡大斜視図である。
【図９】切欠溝の変形例を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】切欠溝の変形例を示す部分拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの外観斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の変形例に係る太陽電池モジュールの外観斜視図である。
【図１３】本発明の他の変形例の平面図である。
【図１４】その裏面側を示す説明図である。
【図１５】その側面を示す説明図である。
【図１６】その要部拡大図である。
【図１７】切欠溝の補強構造を説明するための斜視図である。
【図１８】その要部拡大斜視図である。
【図１９】受光面側部材の面取り加工を説明するための断面図である。
【図２０】第３実施形態に用いられるモジュール枠部材の外観斜視図である。
【図２１】その要部拡大斜視図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係るモジュール枠部材に太陽電池パネルを嵌め込み、隣接するモジュール枠部材とビス止めする様子を示した概略図である。
【図２３】モジュール枠部材の下端部に凸部を設けた場合の要部拡大斜視図である。
【図２４】モジュール枠部材の下端部に凸部を設けた場合の他の例の要部拡大斜視図である。
【図２５】本発明に係る太陽電池アレイにおける異なる太陽電池モジュールの当接部分の拡大図である。
【図２６】本発明に係る太陽電池モジュールの対向する一対の枠を残し、他の枠を取り去ったものの一例の斜視図である。
【図２７】本発明に係る太陽電池モジュールを設置した時の枠部分を示すものである。
【図２８】本発明に係る太陽電池モジュールの別のモジュール枠の形状を示す断面図である。
【図２９】切欠溝構造の一例を示す要部拡大斜視図である。
【図３０】切欠溝構造の一例を示す要部拡大斜視図である。
【図３１】切欠溝構造の一例を示す要部拡大斜視図である。
【図３２】本発明に係る散水装置を具備した太陽電池モジュール装置の外観の一例を示す図である。
【図３３】本発明に係る散水装置の構造を示す模式図である。
【図３４】本発明に係る散水装置稼働時における太陽電池モジュール温度の変化を示したグラフである。
【図３５】ガラス表面のオゾン処理を示した断面図である。
【図３６】ガラスに紫外線照射を照射する状態を示した図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍａ、Ｍｂ、１１１：太陽電池モジュール
Ｐ、４２ａ、４２ｂ、５５：太陽電池パネル
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４：モジュール枠部材
１  ：受光面側部材
２  ：太陽電池素子
３  ：接続タブ
４  ：絞り部
５  ：終端部
１１：受光面側封止材
１３：裏面側封止材
１４：裏面側部材
２０：装着部（内周部）
２１：上面部
２２：側面部
２３：底面部
２４：中空部
２５、４４：据え付け部
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ａ’、２７ａ”、４３、４３ａ、４３ｂ：切欠溝
２９：ネジ穴
３０：ビス
３１、３４：凸部
３３：切欠溝群
４０、４１、５８、５９：モジュール枠部材
４２：太陽電池パネル
４５：固定用貫通穴
４６：溝部
４７、４８、５８、５９：嵌合部
５０、５１：太陽電池パネルの他の対向する端面部
１１２：設置用架台
１１３：散水装置
１１４：散水ノズル
１３０：電磁弁
１３１：タイマー
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の太陽電池モジュール及び太陽電池アレイを図面に用いて詳細に説明する。
≪第１実施形態≫
図１は本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの外観図である。【００２２】
太陽電池モジュールＭ１は、太陽電池パネルＰと、この太陽電池パネルＰの外周部に装着される４つのモジュール枠部材Ｗ１〜Ｗ４とから構成されている。【００２３】
まず初めに、太陽電池パネルＰについて、図２を用いて説明する。【００２４】
太陽電池パネルＰは、透光性基板である受光面側部材１、受光面側封止材１１、太陽電池素子２、裏面側封止材１３、裏面封止材である裏面側部材１４から構成されている。尚、各太陽電池素子２は互いに接続タブ３によって電気的に接続されている。以下、各構成の詳細を順に説明する。【００２５】
受光面側部材１は、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられ、たとえば、ガラスについては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが例示でき、たとえば、厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが使用される。また、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いる場合には厚みが５ｍｍ程度のものが使用される。【００２６】
受光面側封止材１１および裏面側封止材１３は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、エチレン−酢酸ビニル共重合体をＥＶＡと略す）から成り、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、融着して他の部材と一体化する。ＥＶＡは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させてもよい。尚、受光面側封止材１１は、太陽電池素子２に入射する光量の減少を防止するため、透明材にするとよい。これに対して、裏面側封止材１３は太陽電池モジュールの周囲の設置環境に合わせて、酸化チタンや顔料等を含有させて白色等に着色させてもよい。【００２７】
太陽電池素子２は、バルク型太陽電池素子、薄膜太陽電池、化合物太陽電池などを用いることができる。例えば、ＰＮ接合した単結晶または多結晶シリコン基板に受光面電極、裏面電極が形成されている。このような太陽電池素子２は、複数が互いに電気的に接続されている。即ち、太陽電池モジュールから出力される電気特性を考慮して、複数の太陽電池素子２が直並列接続されるように電気的に接続される。これは、太陽電池素子２間を接続タブ３でもって達成する。この接続タブ３は通常厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度、幅２〜８ｍｍ程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断して用い、接続しあう太陽電池素子２の受光面電極の一部、裏面電極の一部どうしを、受光面電極の一部と裏面電極の一部と接続する。【００２８】
裏面側部材１４は、硬質の基板の他に、水分を透過しないようにアルミ箔と樹脂層とがラミネートした積層シートが例示できる。裏面側部材１４は、封止の安定性の他に、耐湿性、耐候性などが要求される。さらに、軽量化、低コストを考慮すると、フッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートなどと、アルミ箔とを多層に積層した積層シートが有効である。【００２９】
以上のような、受光面側部材１、受光面側封止材１１、接続タブ３を接続した太陽電池素子２、裏面側封止材１３および裏面側部材１４を重畳したものを、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、加熱しながら加圧することにより一体化することによって、太陽電池パネルＰが出来上がる。【００３０】
なお、太陽電池パネルＰの出力は、終端である接続タブ３の一端または別部材のリードを太陽電池パネルＰの裏面に設けられたターミナルボックス内で出力ケーブルと接続し、当該出力ケーブルを通じてターミナルボックスの外部に導出される。【００３１】
次に、上述した太陽電池パネルＰの外周部に装着されるモジュール枠部材Ｗ１について、図３乃至図６を用いて説明する。【００３２】
図３は、太陽電池パネルＰの外周部に装着したモジュール枠部材Ｗ１のうち、太陽電池モジュールＭ１を傾斜して設置した時において傾斜方向の下側になる辺に装着したモジュール枠部材Ｗ１の外観斜視図である。図４は切欠溝の部分拡大図であり、図５は、このモジュール枠部材Ｗ１に太陽電池を装着した状態の外観斜視図である。図６は、本発明に係る太陽電池モジュールの枠部分の断面図を示す。【００３３】
図に示すように、モジュール枠部材Ｗ１は、概略、太陽電池パネルＰの外周部が装着される装着部（内周部）２０、切欠溝２７及び据え付け部２５を有して構成される。モジュール枠部材Ｗ１は、太陽電池モジュールＭ１に強度やコストなどの観点から、アルミニウムや樹脂などで作製されることが多く、アルミニウムの場合には、例えば押出成形されたアルミニウム成形体の外面部に耐候性向上のためアルマイト処理やクリア塗装が施されることで形成される。【００３４】
装着部２０は、太陽電池パネルＰを取り囲むようにしてモジュール枠部材Ｗ１を太陽電池パネルＰに固定するものであり、上面部２１、側面部２２、底面部２３とから構成されている。ここで、上面部２１の内面は太陽電池パネルＰの端部の受光面と、側面部２２の内面は太陽電池パネルＰの厚み方向の端面と、底面部２３の内面は太陽電池パネルＰの端部の裏面と、が当接または対向する位置に構成されている。【００３５】
据え付け部２５は、モジュール枠部材Ｗ１の底部に設けられ、太陽電池モジュールＭ１を架台（図示せず）や設置箇所に固定する時に利用されるものであり、たとえば、この部分にボルトが貫通する貫通穴を設け、架台や設置箇所にボルト、ナット等で固定する。【００３６】
なお、装着部２０と据え付け部２５との間には中空部２４が形成され、その内部には、図５に示すように太陽電池パネルＰが装着されたモジュール枠部材Ｗ１に対して、モジュール枠部材Ｗ２を固定するためのネジ穴２６が設けられる。【００３７】
切欠溝２７は、太陽電池モジュールＭ１の受光面側に滞留する液体を外部に排出するものであり、装着部２０の上面部２１の平面視における内周（太陽電池パネルＰの中心側）から外周に向けて延び、側面部２２、即ちモジュール枠部材Ｗ１の外側面に終端部５が位置するように構成される。なお、切欠溝２７は、太陽電池モジュールの裏面側まで延びるように設けられても良く、この場合には終端部５は上記外側面の下方端に位置するものとする。【００３８】
切欠溝２７の形成は、押し出し成形や射出成型で作成したものをさらに機械加工により切欠溝分を切り出すことやプレス加工により打ち抜くことで作製可能である。【００３９】
図４において、受光面側の切欠溝２７（受光面に通じる開口であり、液体の流入口）の切欠２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）とし、外側面側の切欠溝２７（側面に通じる開口であり、液体の流出口）の切欠２７ｂの開口幅Ｂ（終端部５の開口幅）とした場合、開口幅Ｂは開口幅Ａに比較して広く構成されており、切欠溝２７の終端部５よりも内周側に開口幅が最小となる絞り部４が存在する。ここで、絞り部４とは、切欠溝２７のうち開口幅が最小となる部位を示す概念であり、開口幅が最小となる部位が所定長さ続く場合にはその終点となる部位を意味するものとする。また、内周側とは、モジュール枠部材Ｗ１を受光面側部材側より平面視した際の内周部位を意味するのに加えて、切欠溝２７がモジュール枠部材Ｗ１の受光面側部分から側面部分に向かって回り込むように延びている場合においては、その回り込み方向に対して逆方向に戻った部位を意味するものである。【００４０】
なお、切欠溝２７の形成位置としては、例えば図３に示すようにモジュール枠部材Ｗ１の両端部及び中央部に設けられることが好ましい。【００４１】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールは、そのモジュール枠部材Ｗ１において、受光面側部材側より平面視して内周から外周に向って延び前記モジュール枠部材Ｗ１の外側面に終端部５が設けられた切欠溝２７を有しており、切欠溝２７はその終端部５よりも内周側に開口幅が最小となる絞り部４を有するように構成したため、太陽電池モジュールの受光面に存在する液体は、切欠溝２７の絞り部４を通過することによって、太陽電池モジュールの外部へとスムーズに移動・排出され、太陽電池パネルＰの受光面に留まることを抑制できる。それゆえ、滞留した液体が蒸発することによって、液体中に混入したごみやほこりが太陽電池パネルＰ受光面に汚れとして残ることを低減できる。このような液体排出のメカニズムとしては、切欠溝２７を通過する液体に発生する表面張力が、流入側（絞り部４）で大きく流出側（終端部５）で小さくなるため、液体は流入側（絞り部４）から流出側（終端部５）に引っ張られるようにして勢いよく排出されるということが考えられる。【００４２】
さらに、本発明者らは、図４に示す開口幅Ａ（絞り部４の幅）、開口幅Ｂ（終端部５の幅）の寸法について検討した結果、太陽電池モジュールＭ１の取り付け時の傾斜角に依らず、開口幅Ａ（絞り部４の幅）は２ｍｍ〜１５ｍｍとすることが重要であると、さらに、開口幅Ｂ（終端部５の幅）を開口幅Ａ（絞り部４の幅）よりも１ｍｍ〜７ｍｍの範囲で大きくすることを知見した。【００４３】
この切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）を２ｍｍ以上とすることにより、雨水などの液体に含まれるゴミや塵などが詰まることが無く、安定して外部に排液できる。また切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）を１５ｍｍ以下とすることにより、液体をスムーズに排液することが可能となる。これは切欠溝２７の端面部に働く高い親水性に起因するものと推測される。すなわち、もし、この切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）が１５ｍｍを超すと切欠溝２７ａの側壁に働く、高い親水性に起因した液体を切欠溝２７ａに沿って外部に誘導しようとする力が分散してしまうために、液体の表面張力より弱くなり、液体が太陽電池モジュールＭ１上に残ってしまう場合がある。【００４４】
また、モジュール枠部材Ｗ１の側面部に設けられる切欠溝２７ｂの長さ（高さ方向の寸法）Ｃは、太陽電池パネルＰの表面より２ｍｍ未満であるとその効果は小さく、液体の表面張力により、液体が太陽電池モジュールＭ１上に残ってしまう場合があり、また７ｍｍを超してもそれ以上の効果は期待できない。【００４５】
通常の太陽電池パネルＰでは、上述のように受光面側部材１として厚さ３〜５ｍｍの白板強化ガラスが使用されることが多いため、切欠溝２７は太陽電池パネルＰの受光面から外側面の下方端にまで至るように形成されることが好ましい。【００４６】
さらにこのモジュール枠部材Ｗ１に設けられる切欠溝２７ｂの開口幅Ｂ（終端部５の幅）は、太陽電池モジュールの取り付け時の傾斜角に依らず、モジュール枠部材Ｗ１の受光面部に設けられた切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）より大きいことが必要である。これにより、モジュール枠部材Ｗ１の受光面部に設けられた切欠溝２７ａの太陽電池パネルＰ端面上にある液体が、切欠溝２７の側壁との間で働く高い親水性に起因して側面部に設けられる切欠溝２７ｂのところで左右に広がることになり、側面部に設けられる受光面部に設けられた切欠溝２７ａと切欠溝２７ｂの部分の境界部分が抵抗になること無く、また、液体に発生する表面張力が小さくなり、液体をスムーズに排液することが可能となる。【００４７】
さらにこのモジュール枠部材Ｗ１に設けられる切欠溝２７ｂの開口幅Ｂ（終端部５の幅）の寸法は、モジュール枠部材Ｗ１の受光面部に設けられた切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）の寸法より１ｍｍ以上７ｍｍ以下大きいことが望ましい。この差が１ｍｍ未満である場合、上記のモジュール枠の材質や加工方法などにより液体をスムーズに排液する効果が小さくなる場合があり、太陽電池モジュールＭ１上に液体が残ることがある。またこの差が７ｍｍを越してもそれ以上の大きな効果は見られなく、逆にモジュール枠部材Ｗ１の強度が低下する場合がある。よって側面部に設けられた切欠溝２７ｂの開口幅Ｂ（終端部５の幅）と受光面部に設けられた切欠溝２７ａの開口幅Ａ（絞り部４の幅）の差が１ｍｍ〜７ｍｍであるようにしたことから、太陽電池モジュールＭ１上の液体が外部にスムーズに流れるという効果を確実なものにすることができる。【００４８】
なお、切欠溝２７への液体の流入を向上させるために、モジュール枠部材の受光面内周側の部位に、モジュール枠部材の内周辺に対して所定の傾斜を有する傾斜部を設けることがより好ましい。傾斜部は、モジュール枠部材と一体的に構成しても良いし、別部材を用いて構成しても良い。【００４９】
以上のような構成を有するモジュール枠部材及び太陽電池パネルＰは、次のようにして互いに固定されることで太陽電池モジュールＭ１が完成する。【００５０】
すなわち、まず、モジュール枠部材Ｗ１の装着部２０の内部全域に予め接着や絶縁のためにブチルゴムやエポキシ接着剤などの接着部材７を塗布しておき、その後太陽電池パネルＰを嵌め入れ、太陽電池パネルＰにモジュール枠部材Ｗ１が固定される。その後、太陽電池パネルＰを装着したモジュール枠部材Ｗ１は、モジュール枠部材Ｗ２を太陽電池パネルＰの他の外周部に装着しつつ、モジュール枠部材Ｗ２に形成したネジ穴２９を介してビス３０によってモジュール枠部材Ｗ１とモジュール枠部材Ｗ２とを強固に固定することができる。このような作業によって、４つのモジュール枠部材Ｗ１〜Ｗ４を太陽電池パネルＰに固定する。【００５１】
なお、モジュール枠部材の装着部２０と太陽電池パネルＰとの間には、切欠溝２７の非形成領域（図６（ａ））に接着部材７が介在されており、切欠溝２７の形成領域（図６（ｂ））には接着部材７を介在させていない。これは、接着部材７が切欠溝２７内における液体の流れを妨げないようにするためである。
〈切欠溝形状の変形例〉
切欠溝２７の形状は、終端部５よりも内周側に絞り部４を有する構成であれば前述した実施形態のものに限定されるものではない。切欠溝２７の変形例を図面に基づいて以下に説明する。【００５２】
〈変形例１〉
図７は、切欠溝２７の形状に関する第１の変形例を示すための一部拡大斜視図である。【００５３】
前述の実施形態と同様に、切欠溝２７はモジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａと、受光面側の切欠溝２７ａに連続してモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられる切欠溝２７ｂとを備えている。【００５４】
モジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａは、平面視において内周側（太陽電池パネルＰの中心側）に位置する切欠溝２７ａ’と、切欠溝２７ａ’とモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられた切欠溝２７ｂとを連通する切欠溝２７ａ''とを備えている。切欠溝２７ａ’’はモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられた切欠溝２７ｂとほぼ同一またはそれよりも狭い開口幅を有している。また、平面視で内周側に位置する切欠溝２７ａ’の開口幅は、外周側に位置する切欠溝２７ａ’’の開口幅よりも狭く設定されており、太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体をスムーズに外部に案内するための絞り部４を構成している。【００５５】
このような構成とすることにより、切欠溝２７を通過する液体に発生する表面張力が流入側（絞り部４）で大きく、流出側（終端部５）で小さくなり、その結果、流れる液体は、流入側（絞り部４）から流出側（終端部５）に引っ張られるようになり、勢いよく液体を排液することができる。従って、液体に含まれるほこりやごみも液体と一緒に一気に排除できることになる。【００５６】
〈変形例２〉
図８は、切欠溝２７の形状に関する第２の変形例を示すための一部拡大斜視図である。【００５７】
前述の実施形態と同様に、切欠溝２７はモジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａと、受光面側の切欠溝２７ａに連続してモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられる切欠溝２７ｂとを備えている。【００５８】
モジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａは、平面視において内周側（太陽電池パネルＰの中心側）から外周側に向けてその開口幅が拡大するように構成されており、切欠溝２７ｂとの接続部において切欠溝２７ｂの開口幅とほぼ同一またはそれよりも狭い開口幅を有するように構成される。【００５９】
この場合、切欠溝２７ａの平面視で最も内周側に位置する開口幅が最小となるように構成することによって、太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体をスムーズに外部に案内するための絞り部４を構成することとなる。【００６０】
したがって、この場合も、切欠溝２７を通過する液体に発生する表面張力が流入側（絞り部４）で大きく、流出側（終端部５）で小さくなり、その結果、流れる液体は、流入側（絞り部４）から流出側（終端部５）に引っ張られるようになり、勢いよく液体を排液することができる。従って、液体に含まれるほこりやごみも液体と一緒に一気に排除できることになる。【００６１】
〈変形例３〉
図９は、切欠溝２７の形状に関する第３の変形例を示すための一部拡大斜視図である。【００６２】
前述の実施形態と同様に、切欠溝２７はモジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａと、受光面側の切欠溝２７ａに連続してモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられる切欠溝２７ｂとを備えている。【００６３】
モジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａは、平面視において内周側（太陽電池パネルＰの中心側）から外周側に向けて形成されており、その中間部における開口幅が最小となるように構成されている。この切欠溝２７ａは、平面視において最も内周側から中間部に向けて開口幅が減少していき、中間部から外周に向けて開口幅が増大するように構成されることにより、太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体をスムーズに外部に案内するための絞り部４を構成している。【００６４】
したがって、この場合も、切欠溝２７を通過する液体に発生する表面張力が流入側（絞り部４）で大きく、流出側（終端部５）で小さくなり、その結果、流れる液体は、流入側（絞り部４）から流出側（終端部５）に引っ張られるようになり、勢いよく液体を排液することができる。従って、液体に含まれるほこりやごみも液体と一緒に一気に排除できることになる。【００６５】
〈変形例４〉
図１０は、切欠溝２７の形状に関する第４の変形例を示すための一部拡大斜視図である。【００６６】
前述の実施形態と同様に、切欠溝２７はモジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａと、受光面側の切欠溝２７ａに連続してモジュール枠部材Ｗ１の外側面に設けられる切欠溝２７ｂとを備えている。【００６７】
モジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａは、平面視において内周側（太陽電池パネルＰの中心側）から外周側に向けて形成されており、最も外周側に位置する角部２７ｃに面取り加工が施されている。このことにより、モジュール枠部材Ｗ１の受光面側に設けられる切欠溝２７ａが、平面視において内周側部分が外周側よりも開口幅の狭い絞り部４を構成することとなり、太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体をスムーズに外部に案内することが可能となる。【００６８】
したがって、この場合も、切欠溝２７を通過する液体に発生する表面張力が流入側（絞り部４）で大きく、流出側（終端部５）で小さくなり、その結果、流れる液体は、流入側（絞り部４）から流出側（終端部５）に引っ張られるようになり、勢いよく液体を排液することができる。従って、液体に含まれるほこりやごみも液体と一緒に一気に排除できることになる。【００６９】
なお、前述した実施形態と同様に、太陽電池パネルＰの外側面に設けられる切欠溝２７ｂの開口幅よりも太陽電池パネルＰの受光面側に設けられる切欠溝２７ａの開口幅を小さく構成することができる。この場合には、太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体をスムーズに外部に排出する効果をさらに高めることができる。【００７０】
さらに、太陽電池パネルＰの受光面側に設けられた切欠溝２７ａは、その平面視内周側の角部２７ｄに面取り加工を施すことが好ましく、これによって太陽電池パネルＰの受光面側に存在する液体を切欠溝２７に効率よく案内し排液効果を高めることができる。
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールを、図１１乃至図１９を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略することとし、以下では本実施形態における特徴部分を中心に説明を行う。【００７１】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールＭ２の外観斜視図である。【００７２】
太陽電池モジュールＭ２のモジュール枠部材Ｗ５には、その両端部と中央部付近に前述した実施形態と同様の切欠溝２７が複数設けられている。このようにモジュール枠部材Ｗ５に複数の切欠溝２７からなる切欠溝群３３を両端部と中央部付近に設けることにより、太陽電池モジュールＭ１の一辺の大きさが７０ｃｍを超すような大型の太陽電池モジュールでも降雨時や降雨後の液体の排液がスムーズに行われ、太陽電池パネルＰの受光面上に液体の溜まりによる汚れの付着が発生しにくくなる。なお、図１１では、切欠溝群３３を構成する切欠溝２７の個数を３としているが、特にこれに限定されるものではなく、太陽電池モジュールＭ２の一辺の大きさに応じて２つや４つなど適宜設定することができる事は言うまでもない。【００７３】
図１２は、他の変形例を示す太陽電池モジュールＭ３の外観斜視図である。【００７４】
太陽電池モジュールＭ３では、複数の切欠溝２７からなる切欠溝群３３が太陽電池モジュールＭ３の各辺となるモジュール枠部材Ｗ６〜Ｗ９に形成されている。これにより、太陽電池モジュールＭ３をどのような方向で設置しても上述のような太陽電池モジュールＭ３の傾斜方向の下側のモジュール枠部材Ｗ６〜Ｗ９に切欠溝群３３を位置させることができ、設置時の設計の自由度が向上する。【００７５】
このような太陽電池モジュールを長方形状に構成した太陽電池モジュールＭ４について、図１３〜図１６に基づいて説明する。【００７６】
太陽電池モジュールＭ４では、４８枚の太陽電池素子２がマトリクス状に配列されており、モジュール枠部材Ｗ１０〜Ｗ１３の各辺の両端部及び中央部付近に３つの切欠溝２７からなる切欠溝群３３が形成されている。これにより、太陽電池モジュールＭ４をどのような方向で設置しても上述のような太陽電池モジュールＭ４の傾斜方向の下側のモジュール枠部材に切欠溝群３３を位置させることができ、設置時の設計の自由度が向上する。【００７７】
太陽電池モジュールＭ４の裏面側は、図１４に示すように耐候性部材で構成される裏面側部材１４が露出しており、裏面側部材１４の適所に端子箱４１が取り付けられている。この端子箱４１には、太陽電池素子からの電力を取り出すための接続線４３が引き出されている。【００７８】
前述したように、切欠溝群３３を太陽電池モジュールＭ４の複数の位置に形成したことから、全体としてこのポイントが規則性のある幾何学的な美しさを呈するとともに、降雨時にこの様なモジュール枠部材Ｗ１０〜Ｗ１３を有する太陽電池モジュールＭ４を複数個住宅屋根に設置した場合、この切欠溝群３３に液体が集中して流れ込み、各切欠溝２７部分の液体が光の加減によりキラキラと光るように見え、全体として光点の多数有る美しいものと見える。【００７９】
なお、太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子２の枚数は、上記の４８枚に限定されるものではなく、３６枚や５４枚など適宜設定すれば良いことは言うまでもない。
〈変形例〉
ここで、モジュール枠部材の強度を向上させる観点から、切欠溝２７に所定の補強部材を形成することが好ましい。このような補強部材の一例として、図１７〜図１８に示すように、モジュール枠部材Ｗ１２の外側面に形成された切欠溝２７ｂに、開口部を横断して設けられる補強部２８を備える構成が好ましい。この補強部２８は、モジュール枠部材Ｗ１２と一体的に形成され、モジュール枠部材Ｗ１２の厚さ方向全域にわたって形成することもでき、モジュール枠部材Ｗ１２に嵌合された太陽電池パネルＰの外側端面との間に間隙を備えるように設定することもできる。【００８０】
また、ガラスやポリカーボネート樹脂などの透光性部材で構成される受光面側部材１は、その縁部分を面取り加工するようにしても良い。たとえば、図１９に示すように、太陽電池パネルＰの受光面側縁部分にＲ加工やＣ加工を施して面取り部Ｐ１を形成することによって、切欠溝２７に流入する液体の排液が容易になる。
≪第３実施形態≫
本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールを、図２０乃至図２５を用いて説明する。【００８１】
本実施形態は、太陽電池モジュールの設置に際して、他の部材や隣接する太陽電池モジュールとの間に所定の間隙が生じるように、モジュール枠部材の外側面の少なくとも一部に凸部を設けることを特徴とする。なお、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略することとし、凸部が形成されたモジュール枠部材Ｗ１を中心に説明を行う。【００８２】
図２０は、太陽電池パネルＰの外周に装着したモジュール枠部材のうち、太陽電池モジュールを傾斜して設置した時において傾斜方向の下側になる辺に装着したモジュール枠部材Ｗ１の外観斜視図であり、図２１は一部拡大斜視図、図２２はこのモジュール枠部材Ｗ１に太陽電池を装着した状態の外観斜視図である。【００８３】
モジュール枠部材Ｗ１は、太陽電池パネルＰの外周部が装着される装着部２０、切欠溝２７と、据え付け部２５、モジュール枠部材Ｗ１の側面部２２よりも外部に突出した凸部３１を有している。また、装着部２０と据え付け部２５との間には中空部２４が形成されている。【００８４】
このようなモジュール枠部材Ｗ１に設けられる据え付け部２５は、モジュール枠部材Ｗ１の底部に設けられ、太陽電池モジュールＭを架台（図示せず）や設置箇所に固定する時に利用されるものであり、たとえば、この部分にボルトが貫通する貫通穴を設け、架台や設置箇所にボルト、ナット等で固定する。【００８５】
装着部２０は、上面部２１、側面部２２、底面部２３とで構成され、それぞれの上面部２１、側面部２２、底面部２３がモジュール枠部材Ｗ１と一体的に加工される。即ち、上面部２１はモジュール枠部材Ｗ１の上部構造の一部であり、側面部２２はモジュール枠部材Ｗ１の側面の一部である。【００８６】
その上面部２１の内面は太陽電池パネルＰの端部の受光面と、側面部２２の内面は、太陽電池パネルＰの厚み方向の端面と、底面部２３の内面は太陽電池パネルＰの端部の裏面が当接または対向するようになっている。そして、太陽電池パネルＰ及びモジュール枠部材Ｗ１の当接部分や対向部分には、ブチルゴムなどの接着部材が介在されている。【００８７】
また、装着部２０と据え付け部２５の間には中空部２４が形成され、その内部には、図２２に示すように太陽電池パネルＰが装着されたモジュール枠部材Ｗ１に対して、モジュール枠部材Ｗ２を固定するためのネジ穴２６が設けられる。そして、太陽電池パネルＰを装着したモジュール枠部材Ｗ１は、モジュール枠部材Ｗ２を太陽電池パネルＰの他の外周部に装着しつつ、モジュール枠部材Ｗ２に形成したネジ穴２９を介してビス３０によってモジュール枠部材Ｗ２を強固に固定される。このようにしてモジュール枠部材Ｗ１〜Ｗ４を固定して太陽電池モジュールＭが完成する。【００８８】
本実施形態における太陽電池モジュールは、モジュール枠部材の外側面の少なくとも一部に外向に突出した凸部３１が形成されている。例えば、図２２では、上面部２１を構成する部材に側面よりも外方に突出する凸部３１が形成されており、図２０では、モジュール枠部材Ｗ１のほぼ全長にわたり凸部３１が形成されている。このような構成にすることによって、他の太陽電池モジュールと並設する際に、上記凸部が隣接する部材に対する緩衝材の役割を奏するとともに、隣接する太陽電池モジュールとの間に所定のスペースを構成することで太陽電池モジュール裏面側への排液性を向上させることが可能となる。即ち、当該スペースが、切欠溝２７とともに、太陽電池モジュールＭの裏面側への液体の排出流路としての役割を有することとなる。【００８９】
なお、モジュール枠部材は、必要な強度やコストなどを考慮してアルミニウムや樹脂などで作製可能である。例えばアルミニウムで作製される場合には、アルミニウムを押し出し成形して作製され、さらに作製されたモジュール枠部材Ｗ１〜Ｗ４の外面部には耐候性向上のためアルマイト処理やクリア塗装が施される。また樹脂では射出成型で作成可能である。また、切欠溝２７の形成は、押し出し成形や射出成型で作成したものをさらに機械加工により切欠溝分を切り出すことやプレス加工により打ち抜くことで作製可能である。【００９０】
なお、太陽電池モジュールＭを傾斜設置する際に、傾斜方向の下側になるモジュール枠部材Ｗ１に、その両端部及び中央部の合計３箇所に切欠溝２７を設けている。このように、切欠溝２７を少なくとも両端部に形成することで、モジュール枠部材Ｗ１が水平ではなく若干傾斜しても、いずれかの切欠溝２７を通じて、太陽電池パネルＰの受光面に滞留する液体を排出することができる。また、切欠溝２７は、モジュール枠部材Ｗ１の上面部２１のみに形成することもでき、さらに側面部２２まで延びるように形成することもできる。これにより太陽電池パネルＰの受光面が、切欠溝２７を介してモジュール枠部材Ｗ１の側面を経由して太陽電池パネルＰの裏面側に通じることとなる。【００９１】
なお、切欠溝２７が形成されるモジュール枠部材Ｗ１は、太陽電池モジュールＭを配置した時に、傾斜方向の下側の辺になるように設ければよい。尚、太陽電池モジュールＭの組み立てにあたり、傾斜方向が特定できない場合には、図２２のモジュール枠部材Ｗ２のように、太陽電池パネルＰの互いに直交しあう２つの辺に装着されるモジュール枠部材Ｗ１、Ｗ２にそれぞれ切欠溝２７を形成したり、さらにモジュール枠部材の共用化を考慮して、すべての辺となるモジュール枠部材Ｗ１〜Ｗ４に切欠溝２７を形成してもよい。
〈変形例〉
本実施形態における凸部３１は、図２２に示すように、モジュール枠部材Ｗ１の上面部２１に形成するのに加えて、たとえば、図２３に示すように、モジュール枠部材Ｗ１の側面部２２の下端部にも凸部３４を形成することができる。このとき、上述のように、太陽電池モジュールＭの裏面側に液体を安定して排液するようにするため、下端部側の凸部３４の一部に液体の流路となる凹部３５を形成することができる。【００９２】
このような太陽電池モジュールＭを一般住宅やその他の用途で用いる場合には、複数枚が並設されて用いられ、しかも、太陽光の受光効率を高めるため、所定角度で傾斜して設置される。【００９３】
図２５はこのような本発明に係る太陽電池モジュールＭａと太陽電池モジュールＭｂとを並設した状態の太陽電池アレイの部分断面である。図２５において太陽電池モジュールＭａは傾斜方向の上側の太陽電池モジュールであり、太陽電池モジュールＭｂは傾斜方向の下側の太陽電池モジュールＭｂである。即ち、太陽電池モジュールＭａのモジュール枠部材Ｗ１と太陽電池モジュールＭｂのモジュール枠部材Ｗ３とが当接している。【００９４】
太陽電池モジュールＭａと太陽電池モジュールＭｂは互いに当接しているものの、太陽電池モジュールＭａのモジュール枠部材Ｗ１に形成した凸部３１、３４によって、太陽電池モジュールＭｂのモジュール枠部材Ｗ３の側面部分で、凸部３１、３４の突出量に相当する間隙３６が形成される。しかも、図示していないが、太陽電池モジュールＭａの凸部３１，３４に形成した切欠溝２７（及び／又は凹部３５）によって、太陽電池モジュールＭａの受光面側が、この間隙３６を介して、太陽電池モジュールＭａの裏面側に連通する。従って、傾斜方向の上方の太陽電池モジュールＭａに、降った液体は、太陽電池パネルＰ上から切欠溝２７、間隙３６、凸部３４の凹部３５を介して太陽電池モジュールＭａの裏面側に排液されることになり、太陽電池モジュールＭａの受光面に液体がたまることがない。【００９５】
また、傾斜方向の下方に配置された太陽電池モジュールＭｂについても、図示していないが、同様に太陽電池モジュールＭｂのモジュール枠部材Ｗ１側から確実に排液することができる。【００９６】
これによって、太陽電池アレイＡの受光面に雨が降っても、従来のように、その個々の汚れを含んだ液体が、下方に配置された太陽電池モジュールに移る事がなく、太陽電池アレイＡの最下段の太陽電池モジュールがひどく汚れることがない。【００９７】
このモジュール枠部材Ｗ１の上部側の凸部３１や下部側の凸部３４の突出量、即ち、空間３６の幅は、０．５〜５ｍｍ程度でよく、切欠溝２７を通じて確実に太陽電池モジュールＭａ、Ｍｂ側に排液することにより、太陽電池アレイＡの発電効率が低下することはほとんど無い。【００９８】
またモジュール枠部材Ｗ１の太陽電池モジュールの外側に突出する凸部３１は、間隙３６に木の葉やごみなどの異物が入り込むことを防ぐため、切欠溝２７を除くモジュール枠部材Ｗ１の最上部付近の全長さ方向に設けられることが望ましいが、異物が入り込むことが無いところ、例えば高いビルの屋上などに設置される太陽電池アレイＡにおいては、モジュール枠部材Ｗ１の最上部に設ける必要はなく、下部側の凸部３４のみであっても構わない。同時に、凸部３１または３４をモジュール枠部材Ｗ１の全長さ方向に断続的に設けてもよい。【００９９】
また、他の変形例として、上述のような下端部側の凸部３４に凹部３５を形成するのに代えて、図２４に示すように、下端部側の凸部３４に凹部３５を形成せず、上端部側の凸部３１の外方突出量Ｄにより充分に小さい突出量ｄの凸部３４としても良い。【０１００】
このようにすれば、隣接する太陽電池モジュールＭ同士を互いに傾斜させ、しかも、他の太陽電池モジュールと上端部の凸部３１が互いに当接するように配置しても、下端部の凸部３４においては排液に充分な間隙、切欠溝による排液路が形成されることになる。
≪第４実施形態≫
本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュール、及びそれを用いた太陽電池アレイを、図２６乃至図３１を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてその説明を省略することとし、以下では本実施形態における特徴部分を中心に説明を行う。上記実施形態と同一の構成について便宜上一部異なる符合を用いているが、内容は異なるものではない。【０１０１】
図２６は、本発明に係る太陽電池モジュールの対向する一対の枠を残し、他の枠を取り去ったものの一例の斜視図である。太陽電池モジュールは、モジュール枠部材４０、４１、太陽電池パネル４２、切欠溝４３、据え付け部４４、固定用貫通穴４５、コの字状溝部４６、嵌合部４７、４８を備え、太陽電池パネル４２の他の対向する端面部を５０、５１とする。【０１０２】
まず、本発明に係るモジュール枠部材４０、４１では、切欠溝４３は、コの字状溝部４６の上面部に幅２〜１５ｍｍ程度にこの上面部分を取り去るように設けられる。【０１０３】
本実施形態において、隣接するモジュール枠部材４０、４１が互いに当接した時に切欠溝４３の終端部５同士が対応する箇所に位置設定されてなるように配することを特徴とする。このように構成することによって、一の太陽電池モジュールの受光面に存在する液体は、互いの切欠溝４３を介して隣接する太陽電池パネル４２の受光面へと移動することに従って、その流速及び総量が大きくなるため、太陽電池パネル４２上に存在するほこりやゴミを効果的に取り込んで、太陽電池アレイの外部に排出することができる。【０１０４】
次に、図２７に示すように、モジュール枠部材４０、４１には、隣接する太陽電池モジュールのモジュール枠部材を嵌め込むための嵌合部４７、４８が形成されており、この嵌合部４７、４８は一方の端部から他方を挿入することで互いに嵌合するような形状になっている。なお、図２７では嵌合部４７、４８の状態が解るように、図２６と同様に太陽電池モジュールの対向する一対の枠を残し、他の枠を取り去ったものを示している。【０１０５】
図２７において、太陽電池パネル４２ａに取り付けられたモジュール枠部材４０は、架台（図示せず）にボルト、ナットなどで取り付けられており、さらにこれに太陽電池パネル４２ｂに取り付けられたモジュール枠部材４１をモジュール枠部材４０の端面からスライドさせるように挿入される。これにより、モジュール枠部材４０とモジュール枠部材４１を嵌合させることにより両者の間に大きな間隙を生じさせることが無く、さらにモジュール枠部材４０、４１に設けられた切欠溝４３を簡単に連続させることができ、あたかも容易に一本の溝のようにすることができる。【０１０６】
このように、隣接する太陽電池モジュール同士を、それらのモジュール枠部材４０、４１に設けられた嵌合部４７、４８で互いに固定するようにしたことから、切欠溝４３の終端部５同士の位置合わせが容易にできる。さらに、太陽電池パネル４２ａに取り付けられたモジュール枠部材４０と太陽電池パネル４２ｂに取り付けられたモジュール枠部材４１は、嵌合部４７、４８で嵌め合わされ、モジュール枠部材４１を架台に固定する必要が無く、設置工数やボルト、ナットなどの部材を削減することができる。【０１０７】
太陽電池パネル４２ａの太陽電池モジュールと太陽電池パネル４２ｂの太陽電池モジュールとを上下方向に並べて架台に設置した場合には、液体は連続した切欠溝４３から下方向に向かって排液され、裏面側に流れる液体を最小限にとどめることができ、架台を錆びさせることが無くその耐久性を向上させることができる。【０１０８】
なお、上記のような嵌合部４７、４８の構造に代えて、図２８に示すようなモジュール枠部材５６、５７の嵌合部５８、５９を用いて嵌合構造を構成するようにしても良い。この場合、太陽電池パネル５５の対向する一対の辺に取り付けられる太陽電池モジュール５６、５７は、隣接する太陽電池モジュール（不図示）のモジュール枠部材の対応する箇所に嵌合する嵌合部５８、５９が設けられており、この嵌合部５８、５９は台形状の凹凸を有して構成されている。
〈隣接する太陽電池モジュールにおける切欠溝構造の変形例〉
本実施形態において、隣接する太陽電池パネルとの間でモジュール枠部材に形成された切欠溝が連続するように構成する場合に、切欠溝の連続構造は上述の例に限定されるものではなく、以下のような構造としてもよい。【０１０９】
〈変形例１〉
まず、図２９に示すように、太陽電池パネル４２ａを備える太陽電池モジュールと太陽電池パネル４２ｂを備える太陽電池モジュールとを上下方向に並べて傾斜させて設置する場合を考慮する。ここで、上に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂは開口幅が均一に形成されており、下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材の切欠溝４３ａは、内周側の角部に面取り加工が施されている。モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂとモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａは、対応する位置に設けられており、接続個所において同一開口幅を有している。【０１１０】
したがって、上下に連続して設置された太陽電池モジュールのうち上方に設けられる太陽電池パネル４２ｂの受光面上に存在する液体は、モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂおよび下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａを介して下方に排液される。このとき、切欠溝４３ａの終端部４３ｃは面取り加工されて幅が拡大されていることから、太陽電池パネル４２ｂ側の切欠溝４３ｂが、太陽電池パネル４２ｂの受光面側に存在する液体を排液するための絞り部４として機能し、効率よく排液することが可能となる。【０１１１】
〈変形例２〉
また、図３０に示すような切欠溝構造とすることも可能である。【０１１２】
ここでは、太陽電池パネル４２ａを備える太陽電池モジュールと太陽電池パネル４２ｂを備える太陽電池モジュールとを上下方向に並べて傾斜させて設置する場合を考慮する。ここで、上に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂは開口幅が内周から外周に向けて拡大するように形成されており、下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材の切欠溝４３ａは、外周から内周に向けて開口幅が拡大するように形成されている。モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂとモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａは、対応する位置に設けられており、接続個所において同一開口幅を有している。【０１１３】
したがって、上下に連続して設置された太陽電池モジュールのうち上方に設けられる太陽電池パネル４２ｂの受光面上に存在する液体は、モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂおよび下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａを介して下方に排液される。このとき、太陽電池パネル４２ｂ側の切欠溝４３ｂが、太陽電池パネル４２ｂの受光面側に存在する液体を排液するための絞り部４として機能し、効率よく排液することが可能となる。【０１１４】
〈変形例３〉
さらに、図３１に示すような切欠溝構造とすることも可能である。【０１１５】
ここでは、太陽電池パネル４２ａを備える太陽電池モジュールと太陽電池パネル４２ｂを備える太陽電池モジュールとを上下方向に並べて傾斜させて設置する場合を考慮する。ここで、上に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂは開口幅が均一に形成されている、下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材の切欠溝４３ａは、中間部において開口幅が最も狭くなるように形成されている。モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂとモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａは、対応する位置に設けられており、接続個所において同一開口幅を有している。【０１１６】
したがって、上下に連続して設置された太陽電池モジュールのうち上方に設けられる太陽電池パネル４２ｂの受光面上に存在する液体は、モジュール枠部材４１の切欠溝４３ｂおよび下に位置する太陽電池モジュールのモジュール枠部材４０の切欠溝４３ａを介して下方に排液される。このとき、太陽電池パネル４２ａ側の切欠溝４３ａの中間部が、太陽電池パネル４２ｂの受光面側に存在する液体を排液するための絞り部４として機能し、効率よく排液することが可能となる。
≪その他≫
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。【０１１７】
特に、上記各実施形態における種々の特徴部分は、適宜組み合わせて構成することができることは言うまでもない。【０１１８】
また、太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、温度の上昇に伴い発電効率が低下するような薄膜系太陽電池などでも適用可能である。【０１１９】
そして、以下のような構成をさらに有しても良い。
〈湿潤システム〉
本発明に係る太陽電池モジュール（太陽電池アレイ）を屋外に設置した場合、その発電時には外気温２０℃でも太陽電池モジュールの温度は太陽電池素子の動作に伴って生じる熱などによって４０〜５０℃程度まで上昇する。このように太陽電池モジュールの温度が上昇すると太陽電池素子の温度特性から発電効率が低下する。特に夏場などで太陽電池モジュールの温度が６５℃になるとその発生する電力は２０℃の場合の８０％程度まで低減してしまう。【０１２０】
この太陽電池モジュールの温度上昇の対策として、太陽電池モジュールの表面を湿潤させる水供給手段を設けることが効果的である。【０１２１】
図３２は散水装置を具備した太陽電池モジュール装置の外観の一例を示す図である。図３２において、１１１は太陽電池モジュール、１１２は設置用架台、１１３は散水装置、１１４は散水ノズルを示す。【０１２２】
図３２に示すように、太陽電池モジュール装置は、架台１１２に設置された太陽電池モジュール１１１の外周部から散水装置１１３のパイプがほぼ鉛直に伸び、その端部は太陽電池モジュール１１１の上方から太陽電池モジュール１１１の受光面側表面に散水できるように下向きに曲げられて、さらに散水ノズル１１４が取り付けられる。この散水ノズル１１４は、散水される水が所定の角度で均一に広がるように三角錐状でその底辺部に穴が設けられており、ステンレスなどの金属で作製される。【０１２３】
設置用架台１１２は太陽電池モジュール１１１を所定の角度で設置、固定するものであり、ステンレスやクロム処理を施した鉄製のアングルなどで作製される。【０１２４】
図３３は散水装置１１３の構造を示す模式図である。図３３において、１３０は電磁弁、１３１はタイマーを示す。【０１２５】
散水装置１１３は、間欠的に太陽電池モジュール１１１の受光面側に向け散水することを特徴とする。すなわち散水装置１１３の配管の途中には電磁弁１３０が設けられ、さらにこの電磁弁１３０はタイマー１３１により開閉を制御されている。さらにこのタイマー１３１は、予め設定された時間電磁弁１３０を開にし、また予め設定された時間電磁弁１３０を閉にするサイクルを繰り返す機能を持つものである。【０１２６】
散水装置１１３をこのような構造にすることにより、夏期などに太陽電池モジュールの温度が４０〜５０℃以上に上昇した時に、電磁弁１３０とタイマー１３１の電源を入れ、太陽電池モジュール１１１に間欠的に散水することが可能となり、太陽電池モジュール１１１の発電効率の低下を防ぐことができると共に散水する水の節約を図ることが可能となる。【０１２７】
また複数の太陽電池モジュールを設置した太陽電池アレイに上記散水装置を設置する場合では、太陽電池モジュールの１つから電磁弁１３０やタイマー１３１の駆動に必要な電気を供給しても良い。【０１２８】
即ち電磁弁１３０に常時閉タイプの電磁弁を用い、この電磁弁１３０とタイマー１３１の電源を太陽電池アレイの中の太陽電池モジュールの１つから供給する。このようにすることにより、太陽光により太陽電池モジュールが発電したときのみ電磁弁１３０やタイマー１３１が働き自動的に散水することになり、電磁弁１３０やタイマー１３１のスイッチを入れる手間が掛からなくなり、また商用電源を太陽電池モジュールの近傍まで引き込む必要も無くなる。【０１２９】
さらに本発明者らは、この散水する時間と散水を停止する時間について種々のテストを行った結果、散水の開始から太陽電池モジュール１１１の温度は急激に低下し、散水の停止によりその温度は序々に上昇していくことが判明した。【０１３０】
図３４は、散水装置稼働時における太陽電池モジュール温度の変化を示したグラフである。図３４において横軸は経過時間、縦軸は太陽電池モジュールの温度、ｅは散水装置から間欠的に散水される動作の散水する時間と散水を停止する時間を合わせた１サイクルを示し、ｆは散水装置の散水時間、ｇは散水を停止している時間を示す。【０１３１】
図３４のグラフに示したように、散水装置１１３から散水している時間ｆでは、太陽電池モジュール１１１の温度は急激に低下していき、散水を停止している時間ｇでは徐々に上昇していく。散水する水に水温１５〜２５℃の水道水や井戸水を使用して本発明者らが繰り返し行ったテストでは、上記の１サイクルにかかる時間ｅが、１０分以上６０分以下であり、さらに前記１サイクル中の散水する時間ｆが前記１サイクルの時間の１０％以上３０％以下であり、かつ太陽電池モジュールの１平方メートル当りに散水する水の量が毎分０．１〜５リットルであることが望ましい。【０１３２】
即ち、１サイクルにかかる時間ｅが１０分未満では、散水が不十分となり太陽電池モジュールの温度低下が小さく、発電効率向上の効果が期待できない。【０１３３】
また１サイクルにかかる時間ｅが６０分を越えると、太陽電池モジュールの温度が散水前まで上がり、発電効率向上の効果が期待できない。【０１３４】
また１サイクル中の散水する時間ｆが前記１サイクルの時間の１０％未満では、散水が不十分となり太陽電池モジュールの温度低下が小さく、発電効率向上の効果が期待できない。【０１３５】
また１サイクル中の散水する時間ｆが前記１サイクルの時間の３０％を越えても、太陽電池モジュールの温度が３０％の散水時よりも低下しないため、水が無駄になる。【０１３６】
また太陽電池モジュールの１平方メートル当りに散水する水の量が毎分０．１リットル未満では、散水が不十分となり太陽電池モジュールの温度低下が小さく、発電効率向上の効果が期待できない。【０１３７】
また太陽電池モジュールの１平方メートル当りに散水する水の量が毎分５リットルを超えて多くしても太陽電池モジュールの温度の低下の速度は大きくならず、その温度も毎分５リットルの散水時よりも低下しないため、水が無駄になる。【０１３８】
以上に説明したような散水装置は、上述のように温度上昇の対策として用いる場合の他、太陽電池パネル表面に存在するほこりやゴミなどのよごれを流れ落とすための洗浄装置として使用することも好ましい。この場合においても、上記各実施形態における切欠溝が洗浄に用いる液体を効率的に排出する役割を奏する。
〈親水性ガラス〉
また本発明に係る太陽電池モジュール（太陽電池アレイ）において、受光面側部材１として、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス又は熱線反射ガラス等のガラスを用いる場合、そのガラスの受光面側表面にオゾン処理および紫外線照射を施すことによって、その親水性を向上させることが望ましい。【０１３９】
まず、オゾン処理について、図３５を用いて説明する。【０１４０】
図３５はガラス表面のオゾン処理を示した断面図である。１４０は反応チャンバー、１４１は電極台、１４２は電極プレート、１４３はガラス、１４４はガス導入口、１４５は高周波電源、１４６は真空ポンプを示す。【０１４１】
オゾン処理装置の反応チャンバー１４０は上部が開閉可能な構造になっており、その内部には電極台１４１、電極プレート１４２が備えられ、これらは高周波電源１４５に繋がっている。さらに反応チャンバー１４０には、ガス導入口１４４が設けられまた真空ポンプ１４６が繋がっている。【０１４２】
このオゾン処理装置の反応チャンバー１４０を開け、電極台１４１の上にガラス１４３を受光面側が上面になるように載置する。その後反応チャンバー１４０を閉じて、真空ポンプ１４６により反応チャンバー１４０を減圧する。所定の圧力に達したらガス導入口１４４から酸素ガス及び窒素ガスを反応チャンバー１４０に入れ、高周波をかける。これにより酸素ガスが分解してオゾンが生成され、ガラス１４３の表面に付着している有機物を分解除去すると共にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＣＯ基が生成される。これによりガラス１４３の表面が親水化される。その後高周波を切り反応チャンバー１４０を大気圧に戻しガラス１４３を取り出す。【０１４３】
次に、取り出されたガラス１４３に対する紫外線の照射について、図３６を用いて説明する。【０１４４】
図３６はガラス１４３に紫外線照射を照射する状態を示した図である。図３６において１５０は紫外線ランプ、１５１は照射台を示す。照射台１５１に上にガラス１４３を受光面側が上面になるように載置する。その後紫外線ランプ１５０を点灯しガラス１４３に紫外線を照射する。【０１４５】
オゾン処理で親水化されたガラス１４３の表面に紫外線を照射することにより、ガラス１４３表面に上記の官能基を均一に生成することができ、さらに親水性を向上することができる。【０１４６】
上記のように光触媒の酸化チタン等を使用せずに太陽電池モジュールの受光面側表面を安価な方法で親水性にすることにより、太陽光の吸収を増加させること無く散水装置により散水された水が、太陽電池モジュール表面で筋になって流れること無く、表面上に広がり、水の蒸発が促進され、少量の水で太陽電池モジュールの温度をより効率よく下げることが可能となる。【０１４７】
さらに、上記散水装置を具備した太陽電池モジュール装置に使用する太陽電池モジュールは、上述のモジュール枠部材に、太陽電池パネルの受光面側からモジュール部材の側面を経由して太陽電池パネルの裏面側に至る切欠溝を設けるとともに、このモジュール枠部材の側面に、外方に突出する凸部を設けたものであることが望ましい。これにより、散水装置から長期間に亘り、上記のように繰り返し散水を行った場合に、散水した水が太陽電池モジュール上に残りにくく、太陽電池モジュール上に水垢が付着すること無くなり、太陽電池モジュールの外観の悪化や出力低下を防ぐことができるためである。【０１４８】
また親水性への改質を行うガラス表面は、予めエンボス加工を行い、その表面積を増やしておくと水の蒸発量が多くなり、より効果的である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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