(57)【要約】【課題】ソーラーモジュールを提供する。【解決手段】本ソーラーモジュールは、前側面と裏側面とを有するソーラーモジュールであって、ソーラーモジュールの前側面を形成する前側封入要素と、電気的に相互接続される複数の太陽電池と、ポリマープラスチックフィルムを有し、裏側面平面によってソーラーモジュールの裏側面を形成する裏側封入要素と、相補形構造物への接続用の少なくとも１つのプラグイン装置とを備え、プラグイン装置は重なり部分の領域において裏側封入要素内に少なくとも部分的にラミネートされ、裏側封入要素は開口部を有し、プラグイン装置は開口部内に少なくとも部分的に配置される。本ソーラーモジュールは、プラグイン装置がソーラーモジュールの裏側面平面から最大１５ｍｍ、好ましくは最大６ｍｍ、より好ましくは最大４ｍｍ、突出することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前側面と裏側面とを有するソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）であって、
−  前記ソーラーモジュールの前記前側面を形成する前側封入要素（１１）と、
−  電気的に相互接続される複数の太陽電池（１６、７１６）と、
−  ポリマープラスチックフィルムを有し、前記ソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）の前記裏側面を裏側面平面によって形成する裏側封入要素（２６、７２６）と、
−  相補形構造物への接続用の少なくとも１つのプラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）であって、前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）は、重なり部分（２５、７２５）の領域において、前記裏側封入要素（２６、７２６）内に少なくとも部分的にラミネートされ、前記裏側封入要素（２６、７２６）は開口部を有し、前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）は前記開口部内に少なくとも部分的に配置される、前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）と、
を備えるソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）において、
前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）は前記ソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）の前記裏側面平面から最大１５ｍｍ、好ましくは最大６ｍｍ、より好ましくは最大４ｍｍ、突出することを特徴とする、ソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）。
【請求項２】
前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）は、前記裏側面平面の平面図に示されている前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）の最大直径と最小直径とから求められる平均直径値の１０％未満、好ましくは８％未満、より好ましくは５％未満の最大高さを、前記裏側面に対して直角な方向に、有することを特徴とする、請求項１に記載のソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）。
【請求項３】
前記プラグイン装置（２２、３２２、４２２、５２２、７２２）は筐体を有する、または形成する、ことを特徴とする、請求項１または２に記載のソーラーモジュール（１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０）。
【請求項４】
前記プラグイン装置（３２２、４２２）は前記太陽電池（１６）に電気的に接続される少なくとも１つの第１接点（３２４、４２４、５２４）と、前記相補形構造物との接触に適した少なくとも１つの第２接点（５６０）とを有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載のソーラーモジュール（３１０、４１０、５１０）。
【請求項５】
前記プラグイン装置は少なくとも１つの電気端子、少なくとも１つのダイオード、および／または少なくとも１つのバイパスダイオードを有することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載のソーラーモジュール。
【請求項６】
前記プラグイン装置（２２、３２２）は、前記相補形構造物を接続するための接触面（２１、３２１）を有し、前記接触面は前記裏側面平面に対して面平行に、または前記裏側面平面に、配置されることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載のソーラーモジュール（１０、３１０）。
【請求項７】
前記筐体は少なくとも２つの部分を有し、少なくとも一方の少なくとも１つのラミネートイン領域は、前記筐体の前記２つの部分間の摩擦係止接続を可能にする開口部を少なくとも１つ有することを特徴とする、請求項３乃至６の何れか１項に記載のソーラーモジュール。
【請求項８】
前記プラグイン装置（２２）は、裏側封入要素材料を収容するために適した複数の凹部（３２）を、前記プラグイン装置（２２）が前記裏側封入要素（２６）内にラミネートされるラミネートイン領域に、有することを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載のソーラーモジュール（１０）。
【請求項９】
前記プラグイン装置は、太陽電池間に延在して前記前側封入要素上に支持されるスペーサ要素を少なくとも１つ有することを特徴とする、請求項１乃至８の何れか１項に記載のソーラーモジュール。
【請求項１０】
前記相補形構造物をさらに備え、前記相補形構造物は前記プラグイン装置（４２２、５２２、７２２）に接続されることを特徴とする、請求項１乃至９の何れか１項に記載のソーラーモジュール（４１０、６１０、７１０）。
【請求項１１】
前記相補形構造物と前記プラグイン装置（７２２）とはバヨネットクロージャ式に互いに接続されることを特徴とする、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のソーラーモジュール（７１０）。
【請求項１２】
前記プラグイン装置（４２２）および／または前記相補形構造物は、前記相補形構造物を前記プラグイン装置（４２２）に接続可能な前記接続領域が密閉されるように構成されたシール（４５２）を有することを特徴とする、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のソーラーモジュール（４１０）。
【請求項１３】
前記プラグイン装置（４２２）および／または前記相補形構造物は、前記プラグイン装置（４２２）のラミネート部分と前記プラグイン装置（４２２）の非被覆部分との接合を構成する接合領域（４２５）を被覆するように配置された密閉要素（４５４）を有することを特徴とする、請求項１乃至１２の何れか１項に記載のソーラーモジュール（４１０）。
【請求項１４】
前記相補形構造物は、少なくとも１つの電気端子（６７０）、少なくとも１つのダイオード（４４４、６４４）、および／または少なくとも１つのバイパスダイオードを包含することを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載のソーラーモジュール（４１０、６１０）。
【請求項１５】
前記プラグイン装置（４２２、５２２）および／または前記相補形構造物は少なくとも１本のケーブル（４４０、６４０）に取り外し不能に接続されることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のソーラーモジュール（４１０、６１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグイン装置付きソーラーモジュールに関する。特に、本発明は多機能プラグイン装置付きソーラーモジュールに関する。多機能プラグイン装置は、ソーラーモジュールへの複数の物体の取り付けを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
家屋の屋根および／またはビルの前面へのソーラーモジュールの取り付け、ならびにソーラーモジュールへの電気モジュール端子の取り付け、および／またはソーラーモジュールへのダイオード、特にバイパスダイオードなど、の機能的結合は、通常、ソーラーモジュールに固締すべき構成要素を複数必要とする。誤搭載が発生しうることに加え、複数の構成要素の固締にはスペースが必要であるため、例えば、家屋の屋根および／またはビルの前面にそのまま取り付けられる既製のソーラーモジュールを取り付ける場合、ソーラーモジュールの積み重ねが困難であることにより、保管および輸送に高コストを要する。
【０００３】
電気モジュール端子には厳しい要件が課せられる。費用効率を上げるために、ソケットはできる限り少ない構成要素と少量の材料とで構成されることが期待される。ソケットとソーラーモジュールとの間の接続技術は、機械的に融通性があり、防水かつ防塵であり、長期にわたって安定している必要がある。したがって、電気モジュール端子の取り付けは厄介であり、多大な出費を伴う。
【０００４】
モジュール端子は、特許文献１に記載されているように、例えば、２つのダイオードを包含し、２本のケーブルを有し、ソーラーモジュールの裏側に接着されるソケットとして構成可能である。ソケットはソーラーモジュールに接着され、次にソーラーモジュールから突出したクロスコネクタがソケット内で接続され、その後、ソケットが蓋で封鎖される。この文脈においては、注型されたプラグ要素が用いられラミネートされる。ここで、「注型された」という表現は、加硫処理されたプラグの場合、プラグを壊さない限りその内部構成要素にアクセスできないことを意味する。
【０００５】
特許文献２には、バイパスダイオードが差し込まれるソーラーモジュール用筐体が記載されている。この場合は、バイパスダイオードの交換が可能である。この筐体は太陽電池モジュールに取り付け可能である。
【０００６】
「中央端子」と称される端子を複数有する、すなわち全てのバイパスダイオードを包含したソケットが中央に配置された、ソーラーモジュールに加え、ソーラーモジュールは、ソケットがソーラーモジュールの中央に配置されずに分散配置された分散ソケットと称されるソケットを複数有することもできる。
【０００７】
例えば、特許文献３には、ダイオードを包含した分散ソケットが複数接着されたソーラーモジュールが記載されている。
【０００８】
複数の電気モジュール端子が分散される場合は、バイパスダイオードを例えばソケット内に配置可能であり、あるいはソーラーモジュールがラミネートされる場合は、バイパスダイオードをソーラーモジュールのラミネート内に配置可能である。どちらの場合も、ダイオードの交換は行えない。ラミネートをこじ開けない限り、ラミネート内のダイオードには到達不能である。このソケットにおいては、上記のようにモジュール端子を密閉する必要があるので、ソーラーモジュールに対する密閉を確実にするために、通常、ダイオードはシリコーン注型される。したがって、ソケットを損傷せずに開くことはできない。ダイオードの交換を行えるのは、せいぜい専門職である。このような損傷が起きた場合、ソケット製造者の保証はなくなる。したがって、ダイオードの欠陥は、ソーラーモジュールの交換を必要とし、高コストを伴いうる。
【０００９】
あるいは、ソーラーモジュールはラミネートされたソケットを複数有しうる。この場合、ソケットの上記問題に加え、ソケットをラミネートするにはラミネート装置をソケットの外側輪郭に適合化するために費用がかかるという問題もある。通常、ソーラーモジュールはクランプによって機械的に取り付けられる。ソーラーモジュールの端縁へのクランプ取り付けの結果として、ストレステスト中および稼働中の、例えば風および雪などの分散荷重、および嵐の場合などの動的荷重によるソーラーモジュールの湾曲が比較的大きくなる。ソーラーモジュールの機械的中立相は電池平面にはないので、破壊的な剪断力が電池平面に発生し、および／または引張応力が電池コネクタに発生して、電池の破断および接触の問題が引き起こされうる。ソーラーモジュールは、そこに接着された複数のレールによって分散支持されうる。したがって、確実な恒久的接続の実現は困難である。したがって、異なる取り付け方法が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１９３００１Ａ１号
【特許文献２】欧州特許第１４９６５７７Ｂ１号
【特許文献３】独国実用新案第２０２００９００７５２３Ｕ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、各種構成要素の単純かつ安定した耐候性の取り付けを可能にすると共に、これら構成要素の容易かつ単純な交換を可能にするソーラーモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、上記目的は、請求項１に記載のソーラーモジュールによって達成される。
【００１３】
本発明の有利な改良点は従属請求項に詳記されている。
【００１４】
本発明によると、前側面と裏側面とを有するソーラーモジュールが提供される。本ソーラーモジュールは、
−  ソーラーモジュールの前側面を形成する前側封入要素と、
−  電気的に相互接続される複数の太陽電池と、
−  ポリマープラスチックフィルムを有し、ソーラーモジュールの裏側面を裏側面平面によって形成する裏側封入要素と、
−  相補形構造物への接続用の少なくとも１つのプラグイン装置と、
を有する。
【００１５】
プラグイン装置は、重なり部分の領域において裏側封入要素内に少なくとも部分的にラミネートされる。裏側封入要素は開口部を１つ有する。プラグイン装置は、この開口部内に少なくとも部分的に配置される。プラグイン装置はソーラーモジュールの裏面平面から最大１５ｍｍ突出する。
【００１６】
ソーラーモジュールの裏側を横から見ると、プラグイン装置はソーラーモジュールの裏面平面からほとんど突出せず、比較的平坦な設計である。この結果、裏側封入要素をプラグイン装置または太陽電池上にラミネートするラミネート工程の前に、プラグイン装置を重なり部分の領域において少なくとも部分的にソーラーモジュール内にラミネート可能であるため、市販のラミネートシステムを改造する必要がない。プラグイン装置が電気端子を有する場合は、ラミネート工程の前にプラグイン装置をクロスコネクタに適宜接触させることができる。
【００１７】
プラグイン装置は、重なり部分の領域において裏側封入要素内にラミネートされる。プラグイン装置が電気端子を有する場合、この電気端子は天候にさらされない。すなわち、電気端子は、ソーラーモジュール内に耐候式に設置される。「耐候式に」という表現は、本発明によると、特に、＋１０℃から少なくとも＋６０℃までの動作温度範囲において、この電気端子が環境の影響、例えば水しぶきなどの湿気など、あるいは湿気および埃、例えば塵、の滲入に対して保護されることを意味する。重なり部分の領域において裏側封入要素内にプラグイン装置をラミネートした結果として、一方では粘着性パッドおよび接着剤などの材料が節約され、他方では、プラグイン装置が裏側封入要素に一体化されることにより、プラグイン装置と裏側封入要素とから成る組立体の強度を増強できる。裏側封入要素内に少なくとも部分的にラミネートされることにより、プラグイン装置は長期にわたって弛みまたは脱落に対して保護される。
【００１８】
本発明によると、「プラグイン装置」という表現は、相補形構造物を受け止めて接続できるように具現化された装置であると理解されるものとする。プラグイン装置および／または相補形構造物は、雌および／または雄要素を有しうる。
【００１９】
本発明によると、「重なり部分」という表現は、プラグイン装置が裏側封入要素内にラミネートされた結果としてプラグイン装置の複数の部分が裏側封入要素の複数の部分に重なる部分であると理解されるものとする。
【００２０】
この重なり部分は、特に、裏側封入要素の開口部のベース領域がプラグイン装置のベース領域より小さいという事実によって実現される。開口部のベース領域とプラグイン装置のベース領域とは同じ形状を有し、サイズが異なることが好ましい。開口部のベース領域が端子筐体のベース領域に比して相対的に小さいことにより、少なくとも重なり部分においてプラグイン装置が裏側封入要素内に確実にラミネートされる。重なり部分は、一定幅を有することが好ましい。重なり部分の幅が一定であることにより、端子筐体と裏側封入要素との間の機械的ストレスがソーラーモジュール上に空間的に一様に加わるという利点がある。したがって、この一定幅はソーラーモジュールの長期安定性にとって有利である。
【００２１】
裏側封入要素は、ポリマープラスチックフィルムを有する。裏側封入要素は、埋込ポリマーと裏側封入構造とを有することが好ましい。埋込ポリマーはプラグイン装置または複数の半導体ウエハ太陽電池の上に配置され、裏側封入構造は埋込ポリマーの上に配置されることが好ましい。プラグイン装置は、埋込ポリマー内にラミネートされることが好ましい。特にエチレン酢酸ビニルが埋込ポリマーとして可能である。埋込ポリマーの他の例として、シリコーンゴム、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、またはポリアクリレートが挙げられる。裏側封入構造の一例は、例えばＴＥＤＬＡＲ（米国ウィルミントン所在のデュポン社の登録商標）製の裏側フィルムである。前側封入要素は、埋込ポリマーと前側封入構造とを有しうる。この埋込ポリマーは、裏側封入要素の埋込ポリマーとして上に挙げた例から選択可能である。前側封入構造は、通常はガラスから構成されるが、十分に透明なプラスチックを備えることもできる。
【００２２】
この埋込ポリマーは、プラグイン装置と太陽電池との間にも配置されることが好ましい。すなわち、埋込ポリマーのラミネート層がプラグイン装置と太陽電池との間に配置される。この埋込ポリマーは、裏側封入要素の埋込ポリマーとして上で挙げた例から選択可能であり、裏側封入要素の埋込ポリマーに使われるのと同じ材料になるように選択されることが好ましい。
【００２３】
太陽電池は、半導体ウエハ太陽電池、例えばシリコン太陽電池など、であることが好ましい。
【００２４】
プラグイン装置は、ソーラーモジュールの裏面平面から最大６ｍｍ突出することが好ましい。プラグイン装置はソーラーモジュールの裏面平面から最大４ｍｍ突出することがさらに好ましい。プラグイン装置が裏面平面から突出する程度が小さいほど、プラグイン装置を裏側封入要素内により良好にラミネートできる。プラグイン装置は裏面平面から少なくとも１ｍｍ突出することが好ましい。
【００２５】
好適な一実施形態において、プラグイン装置は、裏面平面の平面図に示されているプラグイン装置の最大直径と最小直径とから求められる平均直径値の１０％未満の最大高さを、裏側面に対して直角な方向に、有する。プラグイン装置は、プラグイン装置の最大直径と最小直径とから求められる平均直径値の８％未満の最大高さを、裏側面に対して直角な方向に、有することがより好ましい。プラグイン装置は、裏面平面の平面図に示されているプラグイン装置の最大直径と最小直径とから求められる平均直径値の５％未満の最大高さを、裏側面に対して直角な方向に、有することがさらに好ましい。すなわち、プラグイン装置は、裏面平面の方向における幾何学的広がりに比して極めて平坦な設計である。
【００２６】
プラグイン装置は、好ましくは筐体を有する。あるいは、プラグイン装置自体が筐体を形成する。プラグイン装置が１つの筐体のみを形成する場合、すなわち他の構成要素、特に電気構成要素、を包含しない場合は、ソーラーモジュールの機械的取り付けのための搭載箇所として特に適している。裏面平面に対して面平行に形成された接触面は、相補形構造物、すなわち少なくとも１つの突起を有する構造物、が確実に固定され、かつ必要時に、例えばソーラーモジュールに欠陥がある場合に、解放可能であるように、この相補形構造物を収容するために適した開口部を少なくとも１つ有すると都合がよい。プラグイン装置は、代わりに、または加えて、少なくとも１つの突起を有しうる。この場合、相補形構造物は、代わりに、または加えて、対応する開口部を少なくとも１つ有する。代わりに、または加えて、プラグイン装置と相補形構造物とはラッチ要素を有しうる。
【００２７】
好適な１つの実施形態において、プラグイン装置は少なくとも１つの第１接点と少なくとも１つの第２接点とを有し、第１接点は太陽電池に電気的に接続され、第２接点は相補形構造物との接触に適している。この場合、相補形構造物は、ソーラーモジュールの太陽電池との電気的接触を第２接点を介してもたらすプラグとして具現化されることが好ましい。第１および第２の接点を一体として具現化可能である。この実施形態において、プラグイン装置は、プラグまたはチップカードなどの中にあるダイオードへの接続に適している。このダイオードは、プラグまたはチップカードを介してプラグイン装置に取り外し可能に接続されることが好ましい。この場合、ダイオードは、ソーラーモジュール内にラミネートされず、プラグまたはチップカードによってプラグイン装置に差し込まれるので、容易に交換可能である。
【００２８】
プラグイン装置は、少なくとも１つの電気端子、少なくとも１つのダイオード、および／または少なくとも１つのバイパスダイオードを有することが好ましい。
【００２９】
プラグイン装置は、特に重なり部分の領域において裏側封入要素内に部分的にラミネートされるので、脱落することがない。この場合、プラグイン装置は、ソーラーモジュールの少なくとも２つのクロスコネクタに接続されるように具現化される。この場合、相補形構造物は、プラグイン装置に対して相補形である差し込み構造を一端に有するケーブルとすることができる。このケーブルは、プラグイン装置に取り外し不能に接続されることが好ましい。
【００３０】
好適な１つの実施形態において、プラグイン装置は、相補形構造物を接続するための接触面を有する。この接触面は、裏面平面に対して面平行に配置されるか、または裏面平面に配置される。
【００３１】
好適な１つの実施形態において、プラグイン装置は、相補形構造物を接続するための接触面を有する。この接触面は、裏面平面に対して面平行に配置されるか、または裏面平面に配置される。この実施形態は、プラグイン装置が筐体として具現化され、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つのラッチ要素を有し、ソーラーモジュール取り付け用の搭載箇所としての役割を果たす場合に、都合が良い。この場合、相補形構造物は、少なくとも１つの開口部または少なくとも１つのラッチ要素に、斜めに、好ましくは直角に、挿入可能である。さらに、この実施形態において、プラグイン装置は、電気端子、ダイオードおよび／またはバイパスダイオード、電子回路、または他の電気接点をさらに有しうる。
【００３２】
これら電気接点、電気端子、ダイオードおよび／またはバイパスダイオードの向きは、裏面平面に対して面平行に電気的に接触するような向きにすることも、他の向きにすることもできる。例えば、この接触面を裏面平面に対して面平行に具現化し、この接触面に少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つのラッチ要素を設け、電気接点、電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードをこの接触面に配置しないことも可能である。
【００３３】
この筐体は、少なくとも２つの部分を有することが好ましい。少なくとも一方の部分の少なくとも１つのラミネートイン領域は、筐体の両部分間の摩擦係止接続を可能にする開口部を少なくとも１つ有する。この実施形態は、プラグイン装置が筐体だけでなく、電気接点、電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードなどのさらなる構成要素を有する場合に都合が良い。これら構成要素は、筐体の少なくとも２つの部分間に配置可能であり、筐体内に防塵防水式に封入される。
【００３４】
別の好適な実施形態において、プラグイン装置は、プラグイン装置が裏側封入要素内にラミネートされるラミネートイン領域に、裏側封入要素材料を収容するために適した凹部を複数有する。裏側封入要素内へのプラグイン装置のラミネート中、裏側封入要素の材料（単数または複数）の選択によっては、ラミネート工程中に、裏側封入要素が膨張して裏面平面に対して直角方向に突出する、すなわちソーラーモジュールの面のところで盛り上がる可能性がある。これは、例えば、裏面封入材料が埋込ポリマー、例えばエチレン酢酸ビニルなど、と裏側封入構造、例えばガラス板またはプラスチックフィルムなど、とを有する場合に起こりうる。ラミネート工程中、プラグイン装置または太陽電池と裏側封入構造との間に配置された埋込ポリマーは、裏側封入構造の複数の開口部の領域においてソーラーモジュールから膨れ出ることもありうる。これを防止するために、プラグイン装置は、プラグイン装置が裏側封入要素内にラミネートされるラミネートイン領域に、埋込ポリマーの収容が必要な場合に、埋込ポリマーの収容に適した凹部を複数有することが好ましい。本発明によると、「ラミネートイン領域」という表現は、裏側封入要素内へのプラグイン装置のラミネートが終わり、プラグイン装置が裏側封入要素によって被覆されない、すなわちラミネートされない、領域が始まる領域であると理解されるものとする。この文脈において、ラミネートイン領域は、接合領域に隣接する重なり部分の末端領域を含む。本発明によると、接合領域は、プラグイン装置のラミネート部分とプラグイン装置の非被覆部分との接合を表す領域である。
【００３５】
プラグイン装置は、太陽電池間に延在して前側封入要素によって支持されるスペーサ要素を少なくとも１つ有することが好ましい。この結果、ラミネート組立体内へのプラグイン装置の配置が機械的に安定化され、力が前側封入要素の方向に逸らされる。
【００３６】
好適な一実施形態において、ソーラーモジュールは相補形構造物をさらに備える。相補形構造物は、プラグイン装置に接続される。相補形構造物は、プラグイン装置に応じて具現化される。プラグイン装置またはその接触面に少なくとも１つの開口部がある場合、相補形構造物は対応する相補形の突起を少なくとも１つ有する。この逆もありうる。
【００３７】
相補形構造物は、例えば、支持構造、家屋の屋根、および／またはビルの前面への固締に適した台枠として具現化可能である。この場合、台枠は、所定数のプラグイン装置への、好ましくは摩擦係止式の、接続に適した所定数の突起を有することが好ましい。これら突起の所定数は、プラグイン装置の所定数に等しいことが好ましい。
【００３８】
あるいは、相補形構造物は、電気接点および／または交換可能ダイオードを有するプラグとしても具現化可能である。このプラグをケーブルに接続できる。このプラグは、開口部に隣接するプラグイン装置の複数の領域の下にプラグが少なくとも部分的に配置されるようにプラグをプラグイン装置に接続するために、この開口部にプラグを少なくとも部分的に差し込んで回転できるような、さらにはプラグを回転させて開口部の寸法に合わせてプラグを取り出すことによってプラグイン装置から再び取り外すことができるような、寸法を有することができる。
【００３９】
あるいは、相補形構造物をチップカードとして具現化することもできる。この場合、複数の電気接点、および／または交換可能なダイオードおよび／またはバイパスダイオード、は極めて平坦な筐体、すなわちカード形状の筐体、に配置される。このチップカードは、プラグイン装置に差し込んで固定できるように具現化される。
【００４０】
本発明によると、相補形構造物は、電気接点および／またはバイパスダイオードを１つ有することができ、および／またはプラグイン装置は電気端子および／またはバイパスダイオードを１つ包含する。
【００４１】
１つの有利な実施形態において、相補形構造物は交換可能なダイオードを有し、プラグイン装置は相補形構造物内のダイオードに接触する接点を２つ有する。相補形構造物は、プラグまたはチップカードとすることができる。プラグイン装置のこれら電気接点は、少なくとも２つのクロスコネクタに接続される。
【００４２】
１つの代替実施形態において、プラグイン装置はダイオードを有し、相補形構造物は複数の電気接点を有する。プラグイン装置が開放可能に構成される場合は、プラグイン装置内のダイオードの交換が可能である。
【００４３】
プラグイン装置と相補形構造物との間の接続は、回転または押圧によって実現可能である。この接続は、強制および／または摩擦係止であることが好ましい。
【００４４】
この接続が押圧による場合、プラグイン装置と相補形構造物とは、接続の切り離しを防止するラッチイン要素をさらに有しうることが好ましい。
【００４５】
１つの好適な実施形態において、相補形構造物とプラグイン装置とは互いにバヨネットクロージャ式に接続される。バヨネットクロージャは、プラグイン装置と相補形構造物との間の素早い機械的接続および切り離しを確実にもたらす。プラグイン装置と相補形構造物とは、一方を他方に差し込んで相対する方向に回転することによって接続され、切り離しもこのように行われる。例えば、相補形構造物は長手方向スロットとその端部から直角方向に延在する短い横方向スロットとを有し、プラグイン装置はこの横方向スロットに挿入される突起を有する。この逆の場合もありうる。バヨネットクロージャ式接続は、差し込みおよび回転運動によって行われる。プラグイン装置と相補形構造物とは接続箇所において一方が他方の内部に載置されるので、プラグイン装置および相補形構造物の接続箇所には複数の細長い隆起が差し込み方向に対してほぼ直角に作られる。ただし、これら隆起は全面には及ばず、分断される。これら隆起は差し込み方向に対して直角な平面に僅かに斜めに位置するので、回転運動によりプラグイン装置と相補形構造物とは、言わば、ねじのように一方が他方に押し付けられる。プラグイン装置および相補形構造物のこれら隆起の代わりとして、少なくとも１つの凹部をプラグイン装置に設け、少なくとも１つの相補形突起を相補形構造物に設けることもできる。またはこの逆もありうる。必要であれば、この接続をプラグイン装置および相補形構造物のそれぞれに配置されたラッチイン要素によって確実にすることもできる。プラグイン装置および／または相補形構造物は、相補形構造物をプラグイン装置に接続できる接続領域が密閉されるように構成されたシールを有することが好ましい。この実施形態は、塵も水もプラグイン装置と相補形構造物との間に滲入させないことを保証する。これは、プラグイン装置および／または相補形構造物が少なくとも１つの電気接点、電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードを有する場合に、特に重要である。
【００４６】
１つの好適な実施形態において、プラグイン装置および／または相補形構造物は、プラグイン装置のラミネート部分とプラグイン装置の非被覆部分との接合を構成する接合領域を被覆するように配置された密閉要素を有する。この密閉要素は、水および／または塵の滲入を防ぐ。塵または湿気の滲入は、ラミネート層の緩やかな剥離を引き起こしうる。
【００４７】
相補形構造物は、少なくとも１つの電気端子、少なくとも１つのダイオード、および／または少なくとも１つのバイパスダイオードを包含することが好ましい。ダイオードおよび／またはバイパスダイオードは、相補形構造物に固定的に統合することも、あるいは交換可能な構成要素として構成することも可能である。後者の場合、相補形構造物は複数の部分を有しうる。
【００４８】
プラグイン装置および／または相補形構造物は、少なくとも１本のケーブルに取り外し不能に接続されることが好ましい。特に、プラグイン装置が電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードを有する場合、プラグイン装置は少なくとも１本のケーブルに接続される。この場合、ケーブルは、プラグイン装置に接続される相補形構造物を一端に有する。代わりに、または加えて、相補形構造物が電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードをさらに有する場合は、この相補形構造物をケーブルに取り外し不能に接続することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によるプラグイン装置付きソーラーモジュールによればプラグイン装置が裏側封入要素内に少なくとも部分的にラミネートされるため、プラグイン装置と裏側封入要素とから成る組立体の強度が増強され、プラグイン装置が長期にわたって弛みまたは脱落に対して保護されると共に、各種構成要素の単純かつ安定した耐候性の取り付けが可能であり、これら構成要素の交換も容易である。さらには、粘着性パッドおよび接着剤などの材料を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるソーラーモジュールの裏側の部分平面図を示す。
【図２】図１に示されているソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【図３】本発明による別のソーラーモジュールの裏側の部分平面図を示す。
【図４】図３に示されているソーラーモジュールの裏側の拡大部分平面図を示す。
【図５】図３に示されているソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【図６】本発明による別のソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【図７】本発明による別のソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【図８】本発明による別のソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【図９】本発明による別のソーラーモジュールの平面図を示す。
【図１０】本発明による別のソーラーモジュールの部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図面を参照して本発明をより詳細に以下に説明するが、本発明はこれら図面に制約されるものではない。全ての図は模式的であり、縮尺は異なる。図面内の同一構成要素には同じ参照符号が付けられている。
【００５２】
図１は、本発明によるソーラーモジュール１０の裏側の部分平面図を示す。ソーラーモジュール１０のこの部分平面図には裏側封入要素が図示されていない。複数の太陽電池１６（そのうち６つが例として示されている）が前側封入要素１１上に配置され、クロスコネクタ１８によって互いに電気的に接続される。クロスコネクタ１８は、太陽電池１６の表面に延在するバスバー１５に電気的に接続される。プラグイン装置２２が太陽電池１６上に配置される。プラグイン装置２２は、ソーラーモジュールのほぼ二次元的広がりによって画成される裏面平面に平面的に、床領域を備えて具現化される。プラグイン装置２２は裏側封入要素内に部分的にラミネートされる。裏側封入要素は、図１においては、分かり易くするために、透明な、すなわち見えない、形態で示されている。プラグイン装置２２の非ラミネート部分は、接触面２１を形成する。接触面２１は裏面平面に対して面平行に形成される。接触面２１は、相補形構造物を収容領域１９に収容するのに適している。プラグイン装置２２は、複数の電気接点、電気端子、ダイオード、および／またはバイパスダイオードを包含できる。さらに、ソーラーモジュール１０は、必要であれば、さらなるプラグイン装置２２を有しうる。
【００５３】
図２は、図１に示されている本発明によるソーラーモジュール１０の部分断面図を模式的に示す（縮尺は異なる）。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。ソーラーモジュール１０は、ガラス板１２と、例えばエチレン酢酸ビニルを有する、埋込ポリマー層１４とを備えた前側封入要素１１を有する。太陽電池１６は、複数の電池列を形成するために電池コネクタ（図示せず）によって他の太陽電池に接続され、埋込ポリマー層１４上に配置される。並列に配置された複数の電池列は、クロスコネクタ１８によって電気的に接続される。層２０は、例えば、エチレン酢酸ビニルなどの埋込ポリマーで構成され、プラグイン装置２２の下に任意に配置される。プラグイン装置２２は、任意使用の層２０上に、または太陽電池１６上に直接、配置される。裏側封入要素２６はプラグイン装置２２を部分的に、具体的には重なり部分２５の領域において、被覆する。裏側封入要素２６は、埋込ポリマー２８、例えばエチレン酢酸ビニルなど、と裏側封入構造３０、例えばＴＥＤＬＡＲ（登録商標）フィルムなど、とを有する。
【００５４】
プラグイン装置２２は接触面２１を有する。接触面２１は裏面平面に対して平行に形成された平面であり、相補形構造物を受け止めるために適している。この接触面に、相補形構造物を収容するための切り欠きの形態の収容領域１９が配置される。さらに、プラグイン装置２２は、開口部３２をそれぞれ有する２つの側面２３を有する。開口部３２は、必要であれば、ラミネート工程中に流れる埋込ポリマー２８を収容するために適している。例えば、図２の平面図では、左側の開口部３２は埋込ポリマー２８で埋まっており、右側の開口部３２は埋込ポリマー２８で埋まっていない。開口部３２が埋込ポリマーで埋まるか否かは、ソーラーモジュールの製造工程中に埋込ポリマー２８が開口部３２を埋めるように膨張するか否かによる。プラグイン装置２２は裏側封入要素２６内に部分的に、具体的には重なり部分２５の領域において、ラミネートされる。特に、プラグイン装置２２の側面２３は裏側封入要素２６内に部分的に、特に重なり部分２５の領域において、ラミネートされるので、必要であれば、開口部３２は埋込ポリマー２８を収容できる。
【００５５】
図３は、本発明によるソーラーモジュール３１０の裏側の部分平面図を示す。ソーラーモジュール３１０のこの部分平面図には裏側封入要素が図示されていない。複数の太陽電池３１６（そのうち６つを例として図示）が前側封入要素１１上に配置され、クロスコネクタ１８によって互いに電気的に接続される。クロスコネクタ１８は、太陽電池３１６の表面に延在するバスバー１５に電気的に接続される。複数のプラグイン装置３２２（そのうち３つを図示）が太陽電池３１６上に配置される。プラグイン装置３２２は裏側封入要素内に部分的にラミネートされるが、分かり易くするために、図３には裏側封入要素が透明な、すなわち見えない、形態で示されている。プラグイン装置３２２の非ラミネート部分は、接触面３２１を形成する。接触面３２１は裏面平面に対して面平行に形成される。接触面３２１は、相補形構造物を収容領域３１９に収容するために適している。プラグイン装置３２２は、クロスコネクタ１８に接触する電気接点３２４を複数包含する。
【００５６】
図４は、図３に示されているソーラーモジュール３１０の部分平面図を模式的に示す（縮尺は異なる）。図４は、クロスコネクタ１８に電気的に接触する電気接点３２４を示す。電気接点３２４はプラグイン装置３２２内に配置され、この平面図ではプラグイン装置３２２によって隠されるので、破線で示されている。ただし、収容領域３１９はプラグイン装置３２２の切り欠きを表すので、プラグイン装置３２２の収容領域３１９にある電気接点３２４の部分はこの平面図に見られる。収容領域３１９と電気接点３２４とは、例えばダイオードを有する相補形構造物を電気接点３２４に接触させることができるように、すなわちプラグイン装置３２２の電気部品と相補形構造物の電気部品とが互いに接続され、収容領域３１９と相補形構造物とが、例えば差し込みによって、互いに接続されるように、構成される。
【００５７】
図５は、ソーラーモジュール３１０（図３に図示）の線Ｂ−Ｂに沿った部分断面図を模式的に示す（縮尺は異なる）。
【００５８】
ソーラーモジュール３１０は、ガラス板１２と、例えばエチレン酢酸ビニルを有する、埋込ポリマー層１４とを備えた前側封入要素１１を有する。太陽電池１６は、複数の電池列（図示せず）を形成するために複数の電池コネクタ１８によって他の太陽電池に接続され、埋込ポリマー層１４上に配置される。例えば、エチレン酢酸ビニルなどの埋込ポリマーで構成された層２０は、プラグイン装置３２２の下に任意に配置される。プラグイン装置３２２は、任意使用の層２０上に、または太陽電池１６上に直接、配置される。裏側封入要素２６は、埋込ポリマー２８、例えばエチレン酢酸ビニルなど、と裏側封入構造３０、例えばＴＥＤＬＡＲ（登録商標）フィルムなど、とを有し、プラグイン装置３２２を部分的に、具体的には重なり部分２５の領域において、被覆する。
【００５９】
プラグイン装置３２２は筐体を備え、筐体の側面領域３２３は裏側封入要素２６内に部分的に、具端的には重なり部分２５の領域において、ラミネートされる。さらに、プラグイン装置３２２は、裏面平面に対して面平行に形成された接触面３２１を有する。接触面３２１は、相補形構造物を収容するために適した切り欠きの形態の収容領域３１９を有し、収容領域３１９は相補形構造物に摩擦係止式に接続可能である。プラグイン装置３２２は開口部３２９を有し、この開口部３２９を介してプラグイン装置３２２の電気接点３２４が筐体からソーラーモジュール３１０の内部に案内され、クロスコネクタ１８に電気的に接続される。開口部３２９を介して案内される電気接点３２４は、通常、太陽電池１６から絶縁される。ただし、プラグイン装置３２２に面する太陽電池１６の面がクロスコネクタ１８に接続される場合、すなわち、同じ電位を有する場合は、電気的接触がありうる。収容領域３１９には、電気端子３２４をプラグ装置などの外部装置に接続するために適した開口部も存在する（図示せず）。この開口部は防水防塵設計である。
【００６０】
図６は、本発明による別のソーラーモジュール４１０の部分断面図を示す。説明のために、プラグイン装置４２２のみが示されている。プラグイン装置４２２は、埋込ポリマー２８と裏側封入構造３０とを有する裏側封入要素２６内にラミネートされる。プラグイン装置４２２は筐体を有し、筐体の複数の側面４２３は裏側封入要素２６内に部分的に、具体的には重なり部分２５の領域において、ラミネートされる。さらに、プラグイン装置４２２は、以下においてダイオード４４４と称される、プラグインサート内のダイオードに接続される２つの電気接点４２４を有する。ダイオード４４４を保護するために、接点ガード４４６も配置される。さらに、裏側封入要素２６内へのプラグイン装置４２２のラミネートが終わり、プラグイン装置４２２の非被覆領域が始まる領域である重なり部分２５のラミネートイン領域４２６、すなわち側面４２３と裏側封入要素２６との重なり部分２５の末端領域、は、プラグイン装置４２２のラミネート部分とプラグイン装置４２２の非被覆部分との接合を表す接合部４２５に隣接する。接合部４２５は、接着剤などの密閉手段４５４によって保護される。密閉手段４５４は、側面４２３に接着されることになるパネル領域４４８の機能も有する。パネル領域４４８は、ダイオード４４４と、接点ガード４４６と、接点４４２と、ケーブル４４０とを部分的に取り囲む筐体４５６の側面領域に適宜配置され、プラグイン装置４２２の接触面４２１に載る。この結果、ダイオード４４４と接点ガード４４６とは、相補形構造物との接続のためにプラグイン装置４２２の収容領域（図示せず）に挿入され、プラグイン装置４２２の少なくとも１つの電気接点４２４と接触する。密閉手段４５２は、好ましくは接着剤の形態であり、筐体４５６とプラグイン装置４２２との間の接合領域に配置される。ダイオード４４４は、ケーブル４４０の接点４４２に接続される。ダイオード４４４と、接点ガード４４６と、ケーブル４４０と、接点４４２と、筐体４５６とは、プラグイン装置４２２に接続される相補形構造物の一部である。相補形構造物とプラグイン装置４２２との接続はバヨネットクロージャ式である。結果として、相補形構造物とプラグイン装置４２２とは堅固に、しかし取り外し可能に、互いに接続される。
【００６１】
図７は、本発明による別のソーラーモジュール５１０の部分断面図を示す。ソーラーモジュール５１０は、ガラス板１２と、例えばエチレン酢酸ビニルを有する、埋込ポリマー層１４とを備えた前側封入要素１１を有する。太陽電池１６は、複数の電池列を形成するために他の太陽電池に複数の電池コネクタ（図示せず）によって接続され、埋込ポリマー層１４上に配置される。並列に配置された複数の電池列は、クロスコネクタ１８によって電気的に接続される。ソーラーモジュール５１０はプラグイン装置５２２をさらに有する。プラグイン装置５２２は、例えば埋込ポリマー、例えばエチレン酢酸ビニルなど、で構成された任意使用の層２０上に、または直接太陽電池１６上に、配置される。裏側封入要素２６は、埋込ポリマー２８、例えばエチレン酢酸ビニルなど、と裏側封入構造３０、例えばＴＥＤＬＡＲＲ（登録商標）フィルムなど、とを有し、プラグイン装置５２２を部分的に、具体的には重なり部分２５の領域において、被覆する。裏側封入要素２６内へのプラグイン装置５２２のラミネートが終わる場所であるラミネートイン領域５２６は、裏側封入要素２６によって被覆されるプラグイン装置５２２の領域とプラグイン装置５２２の非被覆領域との間の接合を形成する接合領域５２５に隣接する。何れの場合も、接合領域５２５とラミネートイン領域５２６とを、特に水の浸入および塵の侵入に対して、保護するために、密閉手段５５２とパネル領域５４８とが接合領域５２５とラミネートイン領域５２６とに配置される。プラグイン装置５２２は、開口部を介してプラグイン装置５２２から離れてクロスコネクタ１８の方向に向かう電気端子５２４によってクロスコネクタ１８に電気的に接続される。電気端子５２４は、環境に対して保護されるように、プラグイン装置５２２の筐体（黒色で図示）内に配置された接点５６０にも接続される。これは、相補形構造物への接続に適している。さらに、プラグイン装置５２２は、相補形構造物への接続用に、ラッチイン要素５６２を有する。ラッチイン要素５６２は、プラグイン装置５２２と相補形構造物とが互いから自動的に切り離されないように、プラグイン装置５２２を相補形構造物に接続するために役立つ。
【００６２】
図８は、本発明による別のソーラーモジュール６１０の部分断面図を示す。ソーラーモジュール６１０は、ここで参照する図７のソーラーモジュール５１０に相当するが、ソーラーモジュール６１０は相補形構造物を有する点で異なる。相補形構造物は、チップカード６６６内に配置されたダイオード６４４を有する。チップカード６６６は、平坦設計の筐体を備える。ダイオード６４４およびチップカード６６６はプラグイン装置５２２に対して相補形の設計であり、この結果、チップカード６６６はプラグイン装置５２２に摩擦係止およびポジティブロック式に接続され、ダイオード６４４はプラグイン装置５２２の電気接点５６０に接触する。チップカード６６６およびダイオード６４４は相補形構造物の一部である。ダイオード６４４およびチップカード６６６はプラグ６５６にも接続される。プラグ６５６は筐体内に配置された電気接点要素６６８をさらに有する。さらに、電気接点６４２付きケーブル６４０がプラグ６５６に接続され、電気接点６４２は電気接点要素６６８に接触する。複数の電力線６７０がチップカード６６６およびダイオード６４４の内部に配置され、結果として、プラグ６５６の電気接点要素６６８とプラグイン装置５２２の電気接点５６０との間が電気的に接触する。プラグ６５６はラッチ要素６７２を有する。ラッチ要素６７２は、プラグイン装置６２２のラッチイン要素５６２に対して相補形の設計であり、このため、ラッチ要素６７２とラッチイン要素５６２とは互いに係合するが、必要であれば切り離し可能である。さらに、何れの場合も、プラグイン装置５２２と、チップカード６６６と、プラグ６５６とは接着剤６７４によって互いに接着される。
【００６３】
図９は、本発明による別のソーラーモジュール７１０の模式的に示された平面図を示す。この平面図はソーラーモジュール７１０を裏側から見た図である。ただし、ソーラーモジュール７１０の裏側封入要素、クロスコネクタ、およびバスバーは図示されていない。ソーラーモジュール７１０は、太陽電池７１６がその上に配置される前側封入要素７１１を有する。ソーラーモジュール７１０は、太陽電池７１６および／または前側封入要素７１１上に配置されたプラグイン装置７２２をさらに有する。各プラグイン装置７２２は、相補形構造物への接続用の収容領域７１９を有する。収容領域７１９は、相補形構造物とのバヨネットクロージャ式接続をするのに適した切り欠きとして具現化される。既に包括的に説明したように、プラグイン装置７２２は、その設計に応じて機械的および／または電気的機能をソーラーモジュール７１０に追加できる。８つのプラグイン装置７２２全てが純粋に機械的機能を実行し、ソーラーモジュールを枠なしで取り付けて、ソーラーモジュールを８箇所で機械的に固定する役割を果たすことも考えられる。
【００６４】
図１０は、本発明による別のソーラーモジュール８１０の部分断面図を示す。ソーラーモジュール８１０は、前側封入要素７１１と、太陽電池７１６と、裏側封入要素７２６と、プラグイン装置７２２とを有する。プラグイン装置７２２は裏側封入要素２６内にラミネートされ、結果として、何れの場合も、重なり部分７２５が形成される。裏側封入要素７２６の重なり部分７２５となる部分は、何れの場合も、プラグイン装置７２２の各部分に重なる。各プラグイン装置７２２は、切り欠きとして構成された収容領域７１９を有する。各収容領域７１９は、相補形構造物に接続される。相補形構造物は台枠７８２を有し、その上に複数のラッチ要素７８０が配置される。各ラッチ要素７８０は、バヨネット式クロージャを形成するように、それぞれの収容領域７１９に配置される。台枠７８２は、家屋の屋根、ビルの前面、および／または支持枠への取り付けに適している。
【符号の説明】
【００６５】
１０    ソーラーモジュール
１１    前側封入要素
１２    ガラス板
１４    埋込ポリマー
１５    バスバー
１６    太陽電池
１８    クロスコネクタ
１９    収容領域
２０    層
２１    接触面
２２    プラグイン装置
２３    側面
２５    重なり部分
２６    裏側封入要素
２８    埋込ポリマー
３０    裏側封入構造
３２    凹部
３１０    ソーラーモジュール
３１９    収容領域
３２１    接触面
３２２    プラグイン装置
３２３    側面
３２４    電気接点
３２９    開口部
４１０    ソーラーモジュール
４２１    接触面
４２２    プラグイン装置
４２３    側面
４２４    電気接点
４２５    接合領域
４２６    ラミネートイン領域
４４０    ケーブル
４４２    接点
４４４    ダイオード
４４６    接点ガード
４４８    パネル
４５２    密閉手段
４５４    密閉手段
４５６    筐体
５１０    ソーラーモジュール
５２２    プラグイン装置
５２４    電気端子
５２５    接合領域
５２６    ラミネートイン領域
５４８    パネル
５５２    密閉手段
５６０    接点
５６２    ラッチイン要素
６１０    ソーラーモジュール
６４０    ケーブル
６４２    電気接点
６４４    ダイオード
６５６    プラグ
６６６    チップカード
６６８    電気接点要素
６７０    電力線
６７２    ラッチ要素
６７４    接着剤
７１０    ソーラーモジュール
７１１    前側封入要素
７１６    太陽電池
７１９    収容領域
７２２    プラグイン装置
７２５    重なり部分
７２６    裏側封入要素
７８０    台枠
７８２    ラッチ要素
８１０    ソーラーモジュール
【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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【図７】
2013254958.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013254958.tif 000011
【図１０】
2013254958.tif 000012
【外国語明細書】
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