(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールを設置部に取り付ける場合に、前記太陽電池モジュールと前記設置部の間に配置されるシール材において、このシール材は、太陽電池モジュールの辺毎に貼り付けている。このため強い風を伴った雨などで太陽電池モジュールの横側から雨が吹き込む状態の時などでは、シール材同士の接続部分から太陽電池モジュール内部に雨水が入り込むことがある。【解決手段】シール材端部のシール材同士の接続部において、互いに嵌合しあう斜面４０、４３、側面４１、４４、平面４２、底面４５を設ける。【選択図】図４
2005016262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを、傾斜した被設置体に取り付けるためのシール材とを具備し、前記シール材は前記被設置体の上方に配されるコの字型シール材と、このコの字型シール材の両端に、それぞれ当接する棒状型シール材とから成り、前記コの字型シール材と棒状型シール材の当接部が外側に向けて下方する傾斜面となっていることを特徴とする太陽電池モジュール取付構造体。
【請求項２】
前記当接部の傾斜面に、段差部が形成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取付構造体。
【請求項３】
前記当接部は嵌合構造であることを特徴とする請求項１および２に記載の太陽電池モジュール取付構造体。
【請求項４】
前記コの字型シール材の両端は各々内側から外側に向けて１２０〜１５０度の角度で下方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３に記載の太陽電池モジュール取付構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールを金属屋根等に取り付ける太陽電池モジュール取付構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。また太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続し、透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して、太陽電池モジュールを作成し、これを一般住宅の屋根などに設置することが通常行われている。
【０００３】
太陽電池モジュールを金属屋根に簡単に設置する方法として、太陽電池モジュールを金属屋根材上に配置し、これを住宅等の野地板上に設置する方法がある。ところが通常、太陽電池モジュールの下面には突出した端子ボックスがあるため、太陽電池モジュールを金属屋根材上に配置するには、金属屋根材の端子ボックスの当たる部分を切り取り、端子ボックスをこの切り取った貫通穴部に落とし込むようにしている。これにより太陽電池モジュールが金属屋根から浮き上がらず、密着して配置されるため、その外観は良好なものとすることができる。
【０００４】
しかし上述の端子ボックスを落とし込むために切り取った金属屋根の貫通穴部から雨水が漏れるという問題がある。（特許文献１参照）
この漏水の対策として、太陽電池モジュールと金属屋根の間にシール材を配置している。
【０００５】
図５は太陽電池モジュールにシール材を貼り付けた状態を示した図である。
【０００６】
図５において、１は太陽電池モジュール、２はモジュール枠、３はシール材、４は端子ボックスであり、５の矢印は雨水が流れる方向を示す。
【０００７】
シール材３は太陽電池モジュール１の４辺に設けられたモジュール枠２の雨水の流れる下流側を除いた３辺のモジュール枠にコの字状に貼り付けられる。
【０００８】
図６はシール材を貼り付けた太陽電池モジュールを、金属屋根に設置した状態を示したものである。
【０００９】
図６において、１１は金属屋根、１２は太陽電池モジュール、１３はシール材、１４は端子ボックスを示す。
【００１０】
端子ボックス１４は金属屋根１１に設けられた貫通穴部分に落とし込まれ、太陽電池モジュール１２と金属屋根１１との間にはシール材が配置される。
【００１１】
このようなシール材１３は、一体ものでコの字状に作った場合、材料の無駄になる部分が多くなり、材料板からの取り数が悪く、シール材のコストアップの要因となった。
【００１２】
このため太陽電池モジュールの辺毎にシール材を分けて造り、材料板からの取り数を良くしていた。さらに分けて造ったシール材をモジュール枠に貼り合わすときに、その接続部に隙間の無いようシール材の位置合わせを行う必要がある。
このため図７、図８のように、シール材同士の接続部が互いに嵌合しあう略直角の切欠部を設け、両者をつきあわすように位置合わせしたときに滑らないで正確に位置合わせできるようにしている。
【００１３】
図７は従来のシール材の全体を示す図であり、図８はその接続部分を拡大したものである。
【００１４】
図７、図８において１５は太陽電池モジュール短辺用のシール材、１６、１７は長辺側のシール材を示し、１８、１９はその嵌合部を示す。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−１１４５７８号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにシール材３は、雨水が太陽電池モジュール１のモジュール枠２の内部に入り込まないようにするためのものであるが、図７、図８に示すような太陽電池モジュールの辺毎にシール材を分けて造り、その接続部にシール材同士の接続部が互いに嵌合しあう略直角の切欠部を設けたものでは、強い風を伴った雨などの場合太陽電池モジュールの横側から雨が吹き込む状態となり、その接続部を通り雨水が太陽電池モジュールの内部に侵入してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は材料板からの取り数を多くし、シール材のコストダウンを可能にすると共に、モジュール枠２への貼り付けが簡単にできかつ、強い風を伴った雨などの場合でも、その接続部から雨水が太陽電池モジュール内部に侵入することのないシール材を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュール取付構造体は、太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを、傾斜した被設置体に取り付けるためのシール材からなる設置部とを具備し、前記設置部はコの字型シール材と、このコの字型シール材の両端に、それぞれ当接する棒状型シール材とから成り、さらに上記コの字型シール材を前記被設置体の上方に配するとともに、前記当接部に、外側に向けて下方する傾斜面を形成したことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の太陽電池モジュール取付構造体は、前記当接部に形成した傾斜面に対し、その内側に段差部を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の他の太陽電池モジュール取付構造体は、前記当接部は嵌合構造であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の他の太陽電池モジュール取付構造体は、前記コの字型シール材の両端は各々内側から外側に向けて１２０〜１５０度の角度で下方に傾斜していることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部の構造の一例を示すものである。
【００２４】
図１において、２１は透光性基板、２２は受光面側充填材、２３は太陽電池素子、２４は裏面側充填材、２５は裏面材、２６は接続タブ、２７は出力配線、２８は端子ボックスである。
【００２５】
透光性基板２１は、厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラス等が多く使用される。
【００２６】
受光面側充填材２２及び裏面側充填材２４は、両者ともエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）のほかポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とするものが多く用いられる。太陽電池素子２３は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などから成り、概略の大きさは、例えば多結晶シリコン太陽電池でおよそ１５０ｍｍ角である。裏面材２５は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートなどが用いられる。接続タブ２６は太陽電池素子同士を電気的に接続するもので、通常厚さ０．１ミリ程度、幅２ｍｍ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、太陽電池素子２３の電極上にハンダ付けして用いる。出力配線２７は、太陽電池素子からの電気出力を端子ボックスのターミナルに伝えるもので、通常厚さ０．１ミリ程度、幅６ｍｍの銅箔にそ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る。
【００２７】
図２は、本発明に係る太陽電池モジュールの構造の一例を示すものである。
【００２８】
図２において、３０は上述のパネル、３１、３２はモジュール枠を示す。
【００２９】
モジュール枠３１、３２は通常アルミニウムの押し出し成形で造られることが多く、その表面にはアルマイト塗装などが施される。このモジュール枠３１、３２は、パネル３０の外周各辺に嵌め込み、各コーナー部をビス等により固定される。このモジュール枠３１、３２太陽電池モジュールとして必要な機械的強度や耐候性能の確保に必要なほか、太陽電池モジュールを設置する場合に必要なものである。
【００３０】
太陽電池モジュールの短辺側モジュール枠（高辺部）用のシール材及び隣接する長辺側モジュール枠（側辺部）用のシール材の端部を互いに平行になる斜面を設け、かつその斜面と棒状型シール材の太陽電池モジュール中心部側の側面となす角度は鋭角であるようにしたことで、雨水がシール材を通り太陽電池モジュール内部に入り込むことはなく、防水特性を強化できる。
【００３１】
図３は、本発明に係るシール材の他の一例を示すものである。
【００３２】
図３において３３は太陽電池モジュールの短辺側モジュール枠（高辺部）用のシール材、３４、３５は長辺側モジュール枠（側辺部）用のシール材を示す。３３はコ字型シール材であり、３４、３５はそれぞれ棒状型シール材である。
【００３３】
シール材３３、３４、３５はその材質として、長期的な耐候性や金属屋根のたわみや変形への追従性を考え、ＥＰＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−ｄｉｅｎｅ−ｔｅｒｐｏ  ｌｙｍｅｒ）  とブチルゴムの混和物の発泡体やシリコンゴムの発泡体や発泡ウレタン樹脂などが用いられ、厚さ３から１０ｍｍ程度のその材料シートをトムソン型で所定形状に打ち抜くことで作製される。たとえば、このようなシール材の材料として日東電工株式会社製シール材ＳＡ−２１２などがある。
【００３４】
短辺側モジュール枠用のシール材３３の長さは、太陽電池モジュールの短辺側の寸法と同じか、もしくは５ｍｍ程度小さくするのがよく、その幅は短辺側モジュール枠の幅より５ｍｍ程度小さめに作られる。
【００３５】
長辺側モジュール枠用のシール材３４、３５は太陽電池モジュールの残りの長辺側の寸法とほぼ同じで、その幅は長辺側モジュール枠の幅より５ｍｍ程度小さめに作られる。
【００３６】
図４はコ字型シール材３３と棒状型シール材３４の接続部を拡大した図である。
【００３７】
図４において矢印３６は、当該シール材を具備した太陽電池モジュールを金属屋根等に設置したときの屋根の傾斜方向を示す。さらに４０は棒状型シール材３４に設けられた嵌合構造の棒状型シール材３４の長手方向に対して斜面の形に成す段差部の斜面部における斜面、４１は棒状型シール材３４に設けられた嵌合構造の棒状型シール材３４の長手方向に対して略平行に成す段差部の側面部における側面、４２は棒状型シール材３４に設けられた嵌合構造の棒状型シール材３４の長手方向に対して略垂直に成す平面の先端部における平面を示し、角度ａは棒状型シール材３４の斜面４０と側面４１と成す角度を示す。さらに４３はコ字型シール材３３に設けられた嵌合構造の矢印３６の方向に対して斜面の形に成す先端部における斜面、４４はコ字型シール材３３に設けられた嵌合構造の矢印３６の方向に対して略平行に成す段差部の側面部における側面、４５はコ字型シール材３３に設けられた嵌合構造の矢印３６の方向に対して略垂直に成す段差部の底面部における底面を示す。
【００３８】
側面４４はコ字型シール材３３の幅方向の略中央部に位置し、側面４１は棒状型シール材３４の幅方向の略中央部に位置すると防水特性が一層よい。
【００３９】
さらにコ字型シール材３３における斜面４３が側面４４となす角度および棒状型シール材３４における斜面４０が側面４１となす角度ａは１００から１７０度、望ましくは１２０から１５０度程度（例えば、１３５度）にするのがよい。角度ａを小さくしすぎると、強い風を伴った雨などで太陽電池モジュールの横側から雨が吹き込む状態の時この部分から、雨水がシール材を通り太陽電池モジュール内部に入り込むことがある。逆に角度ａを大きくしすぎると、その対になる部分のシール材３３に設けられた嵌合構造の斜面４３における先端部の厚さが薄くなりすぎ、モジュール枠への固定が困難になったり、搬送時に変形したり、シール材３３の材料板からの取り数が悪くなるという問題が出る。
【００４０】
シール材３４に設けられた嵌合構造の側面４１、シール材３３に設けられた嵌合構造の側面４４は、この部分で雨水を堰き止めるためにシール材３４に設けられた斜面４０及びシール材３３に設けられた斜面４３に連続して、屋根の傾斜方向３６とは逆方向に設けられる。このシール材３３、３４に設けられた嵌合構造の側面４１、４４の長さは、５から３０ｍｍ程度が最適である。
【００４１】
シール材３４に設けられた嵌合構造の平面４２、シール材３３に設けられた嵌合構造の底面４５は、側面４１、４４の他端から連続して設けられるものであり、シール材のほぼ中央部から側面４１、４４に対して略直角方向にシール材先端部に向かう様に設けられる。この部分はシール材をモジュール枠に貼り付ける時に、シール材３３とシール材３４の接続部に隙間ができないようにする必要があるため、両者を互いに反対方向の圧力を加えてつきあわしても滑りが生じて位置合わせができなくなることを避けるために設けるものである。
【００４２】
このような形状の嵌合構造を設けたシール材３３、３４、３５では、シール材を分けて作るため原料板からの取り数が良く、かつ太陽電池モジュールのモジュール枠へこのシール材を張りつけるときに接続部の側面４１、４４があるため互いに滑ることが無く簡単に位置合わせができる。またこれらのシール材を具備した太陽電池モジュールを金属屋根に取り付け、強い風を伴った雨などの場合で太陽電池モジュールの横側から雨が吹き込む状態となった時でも、シール材の接続部に設けられた斜面４０、４３及び側面４１、４４のため、雨水がシール材を通り太陽電池モジュール内部に入り込むことはない。
【００４３】
このようなシール材３３、３４、３５を実際に太陽電池モジュールのモジュール枠に貼り付ける手順は次の通りである。短辺枠用シール材３３のモジュール枠に貼り付ける面に両面テープを貼る。これをモジュール枠の所定の位置に貼り付ける。次にシール材３４のモジュール枠に貼り付ける面に両面テープを貼る。このシール材３４の嵌合構造の平面４２をシール材３３の嵌合構造の底面４５に押しつけるようにして位置合わせしてモジュール枠に貼り付ける。さらにシール材３５もシール材３４と同様にモジュール枠に貼り付ける。さらにシール材３３、３４、３５の屋根に接する面に両面テープを貼り付け、金属屋根に貼り付けることにより設置する。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加えることができる。例えば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、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るシール材によれば、シール材をコの字状の一体で作製するのではなく、各辺毎のコ字型シール材と棒状型シール材のものに作製しさらにその接続部に斜面４０、４３、側面４１、４４、平面４２、底面４５を設けることにより、材料シートの無駄がなくなりシール材のコストダウンが可能となりかつ、モジュール枠への貼り付け時の位置合わせも簡単にできる。さらに強い風を伴った雨などで太陽電池モジュールの横側から雨が吹き込む状態の時などでも、雨水がシール材を通り太陽電池モジュール内部に入り込むことはない。
【００４６】
これにより太陽電池モジュールのモジュール枠へ両面テープによりシール材を貼り付けるときに、滑りなどが起こらないので失敗することが無く、また太陽電池モジュールを金属屋根などに設置後に、長期的信頼性の高い施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池パネルの構造を示す図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの構造の一例を示す図である。
【図３】本発明に係るシール材の一例を示す図である。
【図４】本発明に係るシール材の一例の接続部の拡大図である。
【図５】太陽電池モジュールにシール材を貼り付けた状態を示した図である。
【図６】シール材を貼り付けた太陽電池モジュールを、金属屋根に設置した状態
を示した図である。
【図７】従来のシール材の形状を示す図である。
【図８】従来のシール材の接続部の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・太陽電池モジュール
２・・・モジュール枠
３・・・シール材
４・・・端子ボックス
５・・・雨水が流れる方向
１１・・・金属屋根
１２・・・太陽電池モジュール
１３・・・シール材
１４・・・端子ボックス
２１・・・透光性基板
２２・・・受光面側充填材
２３・・・太陽電池素子
２４・・・裏面側充填材
２５・・・裏面材
２６・・・接続タブ
２７・・・出力配線
２８・・・端子ボックス
３０・・・太陽電池パネル
３１、３２・・・モジュール枠
３３・・・短辺側モジュール枠用のシール材（コ字型シール材）
３４、３５・・・長辺側モジュール枠用のシール材（棒状型シール材）
３６・・・屋根の傾斜方向
４０、４３・・・嵌合構造の斜面
角度ａ・・・コ字型シール材３３における斜面４３が側面４４となす角度および棒状型シール材３４における斜面４０が側面４１となす角度
４１、４４・・・嵌合構造の側面
４２・・・嵌合構造の平面
４５・・・嵌合構造の底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005016262.tif 000005
【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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