(57)【要約】【課題】  耐荷重と生産性に優れた太陽モジュールを提供すること。【解決手段】  本実施形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、第１フレームおよび第２フレームと、補強部材とを備える。第１フレームは補強部材に係止する第１フランジ部とを有し、第２フレームは補強部材に係止する第２フランジ部とを有する。補強部材は、太陽電池パネルに対向して配置される支持部と、第１及び第２フランジ部に各々係止する両端部を有する係止部と、支持部と係止部とを連結する連結部とを有する。支持部の寸法Ｌ１は、第１フランジ部の端部と第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ２よりも大きく、且つ第１及び第２フランジ部に外方に向かって荷重を加えた際に第１及び第２フレームの降伏応力が生じる荷重をＦｍａｘとしたときに、第１及び第２フランジ部に外方に向かって荷重Ｆｍａｘを加えた際の第１フランジ部の端部と第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ３以下である。【選択図】  図３
2013026515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面、該受光面の裏面に相当する非受光面、および前記受光面と前記非受光面との間に位置し且つ互いに対向する第１側方部および第２側方部を有する太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの前記第１側方部および前記第２側方部を各々保持している第１フレームおよび第２フレームと、
前記非受光面側において前記第１フレームと前記第２フレームとの間に架設されている長尺状の補強部材とを備えており、
前記第１フレームは、前記第１側方部に嵌合する第１嵌合部と、前記補強部材の一端部に係止する第１フランジ部と、前記太陽電池パネルの厚み方向において前記第１嵌合部と前記第１フランジ部との間に位置する第１側部とを有しており、
前記第２フレームは、前記第２側方部に嵌合する第２嵌合部と、前記補強部材の他端部に係止する第２フランジ部と、前記太陽電池パネルの厚み方向において前記第２嵌合部と前記第２フランジ部との間に位置する第２側部とを有しており、
前記補強部材は、前記太陽電池パネルの前記非受光面に対向して配置される支持部と、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に各々係止する両端部を有する係止部と、前記支持部と前記係止部とを連結し、前記太陽電池パネルの前記非受光面に略垂直に配置される連結部とを有しており、
前記補強部材の長手方向において、前記係止部の寸法Ｌ１は、前記第１フランジ部の端部と前記第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ２よりも大きく、且つ前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に外方に向かって荷重を加えた際に前記第１フレームおよび前記第２フレームの降伏応力が生じる荷重をＦｍａｘとしたときに、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に外方に向かって荷重Ｆｍａｘを加えた際の第１フランジ部の端部と前記第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ３以下である、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１フレームは、前記第１嵌合部と前記第１側部との間に位置する、内方に向かって窪んだ第１凹部を有し、
前記第２フレームは、前記第２嵌合部と前記第２側部との間に位置する、内方に向かって窪んだ第２凹部を有しているとともに、
前記補強部材は、前記第１凹部の内壁面と前記第２凹部の内壁面との間で挟持される、求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記補強部材の長手方向において、前記第１凹部の内壁面と前記第２凹部の内壁面との間の距離Ｌ４は、前記距離Ｌ２以上である、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記補強部材の長手方向において、前記寸法Ｌ１は、前記支持部の寸法Ｌ５よりも大きく、
前記長手方向における前記連結部の両端面は、前記太陽電池パネルの前記非受光面に向かうにつれて内方に傾斜する傾斜部を有している、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記連結部の両端面は、前記傾斜部の下方に位置する段差部をさらに有している、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記長手方向における前記支持部の両端部は、前記第１凹部の内壁面および前記第２凹部の内壁面に当接している、請求項２乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第１フレームおよび前記第２フレームは、各々、前記第１フランジ部または前記第２フランジ部と連続して、対応する前記第１側部または前記第２側部から外方へ向かって延びる外方フランジ部を有している、請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池モジュ
ール。
【請求項８】
前記補強部材は、前記太陽電池パネルの前記非受光面に接着されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【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、環境負荷の少ない太陽光発電システムが注目されている。そして、このような太陽光発電システムの普及拡大のために、低コスト化が進められている。
【０００３】
低コスト化の一手段として、太陽電池モジュールの大型化がある。太陽電池モジュールを大型化することにより、単位面積あたりの製造工数や輸送コストを低減することができる。しかし、太陽電池モジュールを大型化すると、面積が大きくなるため風荷重、積雪荷重を大きく受けることになり、破損が生じやすくなる。
【０００４】
この問題を解決するために、太陽電池モジュールの中央を支持する補強部材を配置することが提案されている（例えば、下記の特許文献１〜２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５３０４号公報
【特許文献２】特開平９−１４８６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、太陽電池モジュールのフレームは、太陽電池パネルの裏面に当接して保持する保持下片とフレームの底側に位置する底部片とを有しており、補強部材の端部を、この保持下片と底部片とで挟持されるようにフレーム部材に結合する構造を有している。このことから、太陽電池パネルの裏面に接着剤等を用いて接着することを十分に考慮できているとはいえなかった。
【０００７】
このため太陽電池パネルの四辺にフレームを設けた後に、太陽電池パネルの裏面と当接する補強部材の面に接着剤を塗布して、フレームに取り付けようとすると、接着剤が太陽電池パネルの裏面のうち接着の必要な部分以外にも付着して太陽電池パネルを汚してしまう。つまり、特許文献１の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルへフレームを取り付けた後に補強部材を接着することが困難な構造であった。
【０００８】
また上記特許文献２では、補強部材をフレームの裏面側から木ネジで固定する構造である。この場合、太陽電池モジュールに積雪荷重や風圧力が加わった時、補強部材に加わる全荷重を木ネジで支持する構造であることから、フレームの強度を補強部材に加わる荷重を支持するために十分活用することができる構造とは言えなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、簡易な構造で、耐荷重に優れた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】
【００１０】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールは、受光面、該受光面の裏面に相当する非受光面、および前記受光面と前記非受光面との間に位置し且つ互いに対向する第１側方部および第２側方部を有する太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの前記第１側方部および
前記第２側方部を各々保持している第１フレームおよび第２フレームと、前記非受光面側において前記第１フレームと前記第２フレームとの間に架設されている長尺状の補強部材とを備えている。そして、前記第１フレームは、前記第１側方部に嵌合する第１嵌合部と、前記補強部材の一端部に係止する第１フランジ部と、前記太陽電池パネルの厚み方向において前記第１嵌合部と前記第１フランジ部との間に位置する第１側部とを有しており、前記第２フレームは、前記第２側方部に嵌合する第２嵌合部と、前記補強部材の他端部に係止する第２フランジ部と、前記太陽電池パネルの厚み方向において前記第２嵌合部と前記第２フランジ部との間に位置する第２側部とを有している。さらに、前記補強部材は、前記太陽電池パネルの前記非受光面に対向して配置される支持部と、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に各々係止する両端部を有する係止部と、前記支持部と前記係止部とを連結し、前記太陽電池パネルの前記非受光面に略垂直に配置される連結部とを有している。そして、前記補強部材の長手方向において、前記係止部の寸法Ｌ１は、前記第１フランジ部の端部と前記第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ２よりも大きく、且つ前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に外方に向かって荷重を加えた際に前記第１フレームおよび前記第２フレームの降伏応力が生じる荷重をＦｍａｘとしたときに、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部に外方に向かって荷重Ｆｍａｘを加えた際の第１フランジ部の端部と前記第２フランジ部の端部との間の距離Ｌ３以下である。
【発明の効果】
【００１１】
上述の太陽電池モジュールによれば、相対する第１および第２フレームのフランジ端部間の距離を広げつつ、補強部材を太陽電池モジュールの裏面側から押し込むことで、補強部材を太陽電池パネルの非受光面に向けて垂直に取り付けることができる。これにより、太陽電池パネルにフレームを取り付けた後に、容易に補強部材を接着して取り付けることが出来る。
【００１２】
このように補強部材を垂直方向に押し込んで取り付けることができることから、補強部材や太陽電池パネルに接着剤を塗布した場合であっても、接着剤で太陽電池モジュールを汚すことなく補強部材を容易に取り付けることができる。
【００１３】
さらに、補強部材を取り付けた後に弾性域内で変形していたフレームが元の形状に戻り、フレームのフランジ部が補強部材の端部に係止し支持する。これにより補強部材の取り付け強度に、フレームの強度を活用して、より剛性の高い太陽電池モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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図であり、図１（ａ）は太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図を示し、図１（ｂ）は太陽電池モジュールを裏面側から見た平面図を示す。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池パネルの積層構成を分解して示す斜視図である。
【図３】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図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面の断面図を示し、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ’断面の断面図を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの補強部材を取り付ける様子を説明する断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図であり、図５（ａ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ａ）に相当する位置を見た断面図であり、図５（ｂ）は補強部材の取り付け時の様子を示す断面図の要部である。
【図６】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図面であり、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ａ）に相当する位置を見た断面図の要部である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図面であり、図７（ａ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ａ）に相当する位置を示す断面図の要部であり、図７（ｂ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ｂ）に相当する位置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図面であり、図８（ａ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ａ）に相当する位置を示す断面図であり、図８（ｂ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールの図３（ｂ）に相当する位置を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュールを備えた太陽電池アレイの一形態を示す図面であり、図９（ａ）は太陽電池アレイの斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ’断面を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュールを備えた太陽電池アレイの他の形態を示す図面であり、図１０（ａ）は太陽電池アレイの斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ’断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
≪第１実施形態≫
＜太陽電池モジュール＞
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２と、フレーム３と、補強部材４とを有している。フレーム３は、太陽電池パネル２の外周の側方部を保持している。補強部材４は、対向するフレーム３間を架設するようにフレーム３に固定されている。
【００１７】
本実施形態においては、太陽電池パネル２は、平面視において四角形状であり、太陽電池パネル２の四辺に各々対応して、フレーム３が設けられている。すなわち、本実施形態においては、太陽電池モジュール１は、４つのフレーム３を有しており、対向して配置された一対のフレーム３は、互いに同一の形状を有している。以下、この対向して配置された一対のフレーム３を、第１フレーム３１および第２フレーム３２とする。
【００１８】
＜太陽電池パネル＞
太陽電池パネル２は、図２に示すように、受光面２ａ側から順に、透光性基板５と、一対の充填材６と、複数の太陽電池素子８と、裏面保護材９と、端子ボックス１０とを備えている。
【００１９】
また、太陽電池パネル２は、主として光を受光する受光面２ａ（透光性基板５の一主面）とこの受光面２ａの裏面に相当する非受光面２ｂ（裏面保護材９の一主面）とを有している。なお、非受光面２ｂは、例えば、裏面保護材９および太陽電池素子８と裏面保護材９との間に位置する充填材６が透光性を有するような材質で形成することにより、非受光面２ｂ側から入射される光の一部を受ける形態であってもよい。
【００２０】
透光性基板５は、太陽電池モジュール１の基板として機能し、例えば、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる光透過率の高い材料からなる。
【００２１】
一対の充填材６は、太陽電池素子８を封止する機能を有し、例えば、熱硬化性樹脂よりなる。
【００２２】
複数の太陽電池素子８は、充填材６に周囲を保護されている。隣接する太陽電池素子８は、インナーリード７で電気的に接続されている。各太陽電池素子８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平板状の部材が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード７で隣接するシリコン基板同士を電気的に接続している。また、太陽電池素子８には、例えば、薄膜太陽電池、カルコパイライト系太陽電池（例えば、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）、ＣＩＳＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２およびＣＩＳ（ＣｕＩｎＳ２）などを含む）、ＣｄＴｅ太陽電池または結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。
【００２３】
裏面保護材９は、裏面を保護する機能を有し、例えば、ガラスやポリカーボネート樹脂、またはポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、或いは、これらの２種以上を積層した樹脂よりなる。
【００２４】
端子ボックス１０は、裏面保護部材９に接着され、出力を外部に取り出す機能を有している。
【００２５】
＜フレーム＞
フレーム３は、太陽電池パネル２の外周に配置されており、太陽電池パネル２の側方部２ｃを保持する機能を有する。上述したように、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、平面視したときに、太陽電池パネル２の四辺を保持するよう４つのフレーム３が設けられている。より具体的には、本実施形態においては、太陽電池パネル２の長辺に対応する一対のフレーム３と、太陽電池パネル２の短辺に対応する一対のフレーム３が設けられている。いずれのフレーム３においても、各構成の長さ等は異なるものの、同様の構成を有している。
【００２６】
このようなフレーム３は、具体的には、図３（ａ）に示すように、嵌合部３ａと、凹部３ｂと、側部３ｃと、フランジ部３ｄと、貫通孔３ｈとを有している。
【００２７】
嵌合部３ａは、太陽電池パネル２の側方部２ｃに嵌合する部分である。
【００２８】
凹部３ｂは、嵌合部３ａと隣接しておりフレーム３で囲まれる空間の内側に向けて凹んだ部分である。より具体的には、本実施形態においては、太陽電池パネル２の厚み方向において、嵌合部３ａと側部３ｃとの間に位置している。
【００２９】
側部３ｃは、太陽電池パネル２の厚み方向において、嵌合部３ａとフランジ部３ｄとの間に位置している。より具体的には、本実施形態において、側部３ｃは、凹部３ｂと隣接しており、太陽電池パネル２の主面に対してほぼ垂直で且つ太陽電池パネル２の側面部分とほぼ平行となるよう設けられた部分である。
【００３０】
フランジ部３ｄは、フレーム３の側部３ｃで囲まれる空間の内側に向けて突出した板状の部分である。このフランジ部３ｄは、補強部材４の端部に係止する。
【００３１】
貫通孔３ｈは、凹部３ｂに設けられており、フレーム３と補強部材４とを固定するネジ１１が挿入される孔である。
【００３２】
そして、図３（ａ）に示すように、凹部３ｂは、フレーム３で囲まれる空間に向かう面である凹部内壁面３ｅを有しており、側部３ｃは、フレーム３で囲まれる空間に向かう面である側部内壁面３ｆを有している。また、フランジ部３ｄは、フレーム３で囲まれる空
間に最も突出した位置に配されるフランジ端部３ｇを有している。
【００３３】
そして、本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、太陽電池パネル２の主面およびフレーム３の長手方向に略垂直な断面図において、このような凹部内壁面３ｅは、フランジ端部３ｇよりも距離δだけ外側にある。
【００３４】
このようなフレーム３は、後述する降伏応力が生じる荷重をかけたとき距離の関係を満たす構造とするために、例えば、アルミニウムを押し出し成型や、鋼板をロール成形により製造することができる。
【００３５】
なお、本実施形態において、フレーム３は、太陽電池パネル２の全周の側面を保持するような枠状体であるが、フレーム３の形状はこれに限らない。フレーム３は、太陽電池パネル２を保持できれば、少なくとも太陽電池パネル２の対向する一対の側面部分を保持するような一対の棒状体であってもよい。
【００３６】
＜補強部材＞
補強部材４は、太陽電池パネル２を裏面から支持し、積雪荷重や風圧力に対する耐荷重性能を高める機能を有する。
【００３７】
この補強部材４は、具体的には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、支持部４ａと、連結部４ｂと、係止部４ｃと、ネジ孔４ｈとを有している。
【００３８】
支持部４ａは、太陽電池パネル２を支持する部分であり、平板状である。支持部４ａは、太陽電池パネル２の非受光面２ｂに対向して配置される。
【００３９】
連結部４ｂは、太陽電池パネル２の非受光面２ｂに略垂直に配置される部分、より具体的には、支持部４ａと略垂直に交差する部分である。連結部４ｂは、支持部４ａと係止部４ｃとを連結する。
【００４０】
係止部４ｃは、フレーム３のフランジ部３ｄに係止する部分である。係止部４ｃがフランジ部３ｄに係止することで、補強部材４がフレーム３に支持される。
【００４１】
ネジ孔４ｈは、補強部材４をフレーム３に固定するネジ１１と螺合する孔である。ネジ孔４ｈは、連結部４ｂに設けられており、より具体的には、連結部４ｂのうち支持部４ａ側に設けられている。
【００４２】
以上、太陽電池モジュール１の各構成について、説明した。次に、補強部材４の長手方向における、各構成の寸法および距離の関係について、説明する。
【００４３】
本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、太陽電池パネル２の主面およびフレーム３の長手方向に略垂直な断面図、換言すれば、補強部材４の長手方向に沿う断面図において、補強部材４の係止部４ｃの寸法Ｌ１は、相対するフレーム３のフランジ部３ｄの端部（フランジ端部）３ｇ間の距離Ｌ２よりも長い。すなわち、補強部材４の長手方向において、係止部４ｃの寸法Ｌ１は、第１フランジ部３１ｄの端部３１ｇと第２フランジ  部３２ｄの端部３２ｇとの間の距離Ｌ２よりも大きい。
なお、ここで、寸法Ｌ１は、係止部４ｃの補強部材４の長手方向に沿う寸法のうち、最大の寸法のことをいう。本実施形態においては、係止部４ｃは、平面視して長方形であるため、係止部４ｃの補強部材４の長手方向に沿う寸法は、補強部材４の短手方向において一定である。後述される寸法や距離も同様に規定できる。
【００４４】
さらに、図４に示すように、第１フランジ部３１ｄおよび第２フランジ部３２ｄに外方に向かって荷重を加えた際に第１フレーム３１および第２フレーム３２の降伏応力が生じる荷重をＦｍａｘとしたときに、第１フランジ部３１ｄおよび第２フランジ部３２ｄに外方に向かって荷重Ｆｍａｘを加えた際の第１フランジ部３１ｄの端部３１ｇと第２フランジ部３２ｄの端部３２ｇとの間の距離Ｌ３以下である。
【００４５】
このようなＬ１とＬ２とＬ３および上述したδの大小関係は下式のようになる。
【００４６】
Ｌ１＞Ｌ２
Ｌ１＜Ｌ３
Ｌ１−Ｌ２＝２δ
【００４７】
フレーム３は、寸法Ｌ１、距離Ｌ２および距離Ｌ３が上述の関係式を満たすため、太陽電池パネル２へ取り付けられた後に、距離δ以上の寸法分、外側方向へ弾性域内で撓み、補強部材４を取り付けることができる。すなわち、フレーム３は、太陽電池パネル２へ取り付けられた後に、フランジ部３ｄの端部３ｇ間の距離を距離Ｌ１以上に広げることができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、補強部材４の係止部４ｃの寸法Ｌ１は、相対するフレーム３の凹部内壁面３ｅ間の距離Ｌ４とほぼ同じである。すなわち、補強部材４の長手方向において、第１凹部３１ｄの内壁面３１ｅと第２凹部３２ｄの内壁面３２ｅとの間の距離Ｌ４は、寸法Ｌ１とほぼ同じである。
【００４９】
このような補強部材４は、例えば、アルミニウムの押し出し成形や、鋼板のロール成形により製造することができる。ここで、補強部材４の断面形状は、図３（ｂ）に示すＨ型以外に、例えば、Ｉ型、Ｔ型、L字型、三角型、または、角管、丸管など用途に合せて適宜選択するとよい。
【００５０】
次に、このような補強部材４のフレーム３への取り付け方法について、図４を用いて説明する。
【００５１】
本実施形態においては、上述したように、寸法Ｌ１、距離Ｌ２および距離Ｌ３が上述の式を満たすような関係を有している。そのため、図４に示すように、フレーム３のフランジ端部３ｇ間を広げる方向に弾性域内で容易に撓むことができる。これにより、フレーム３のフランジ端部３ｇ間を広げる方向にフレーム３を弾性域内で撓ませた後に、補強部材４を太陽電池パネル２の主面に対して垂直方向に押し込むことで、太陽電池パネル２の主面に配置することができる。そして、その後、上述したフレーム３の撓みが戻ることで、図３（ａ）に示すように、補強部材４の係止部４ｃはフレーム３のフランジ部３ｄと係止され、補強部材４をフレーム３に取り付けることができる。そして、このように補強部材４をフレーム３の所定の位置に配置した後は、図３（ａ）に示すように、ネジ１１をフレーム３の凹部３ｂに設けられた貫通孔３ｈに挿通し、補強部材４のネジ孔４ｈに取り付けて、補強部材４を固定する。
【００５２】
なお、本実施形態においては、ネジ１１を固定する位置は、フレーム３の凹部３ｂと該凹部３ｂと対向する連結部４ｂであるが、これに限られるものではない。例えば、フランジ部３ｄと係止部４ｃとが重なっている部分において、フランジ部３ｄおよび係止部４ｃをネジ１１で挿通して固定してもよい。すなわち、フランジ部３ｄおよび係止部４ｃのうち、それぞれ距離δに対応する部分に、貫通孔３ｈおよびネジ孔４ｈを設けて、ネジ１１で固定してもよい。
【００５３】
また、本実施形態においては、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、補強部材４は、接着剤１２を介して、太陽電池パネル２の非受光面２ｂに接着される。このとき、接着剤１２は、補強部材４をフレーム３に取り付ける前に、あらかじめ支持部４ａのうち太陽電池パネル２の非受光面２ｂと対向する主面に接着剤１２を塗布するとよい。
【００５４】
なお、本実施形態においては、補強部材４は、接着剤１２を用いて太陽電池パネル２に固定されているが、太陽電池パネル２の固定は、これに限らない。すなわち、例えば、接着剤１２を用いなくても、上述したように、ネジ１１の螺合および係止部４ｃのフランジ部３ｄとの係止によって、補助部材４は、フレーム３が取り付けられた太陽電池パネル２に対して相対的に固定することができる。
【００５５】
以上、本実施形態においては、フランジ端部３ｇ間の距離が広がる方向にフレーム３を弾性域内で撓ませることで、補強部材４を太陽電池パネル２に対して垂直方向に移動して取り付けることができる。そして、所定の位置に取り付けた後には、補強部材４の係止部４ｃをフランジ部３ｄで支持することができる。これにより、太陽電池モジュール１の耐荷重性能を向上することができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、補強部材４を太陽電池パネル２に対して垂直方向に移動して取り付けることができる。すなわち、フレーム３が取り付けられた太陽電池パネル２に、補強部材４を回転して嵌め込む必要がなくなる。そのため、接着剤１２を用いて補強部材４を太陽電池パネル２に接着する場合、接着剤１２を不要な箇所に塗り広げて製品を汚すリスクを低減しつつ、予め補強部材４の支持部４ａや太陽電池パネル２に接着剤１２を塗布してフレーム３を固定することができる。その結果、太陽電池モジュール１の生産性を高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態においては、フレーム３が凹部３ｂを有している。そして、相対する第１フレーム３１および第２フレーム３２の第１凹部３１ｂの内壁面３１ｅと第２凹部３２ｂの内壁面３２ｅとの間で、補強部材４が挟持されている。これにより、凹部３ｂを起点としてフレーム３が大きく撓むことができるため、フレーム３の弾性域内で撓むことができる寸法を大きくすることができる。加えて、フランジ部３ｄが補強部材４を支持する面積を大きくすることができる。その結果、太陽電池モジュール１の耐荷重性能をさらに向上させることができる。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、補強部材４の支持部４ａの両端部は、第１凹部３１ｂの内壁面３１ｅと第２凹部３２ｂの内壁面３２ｅに当接している。これにより、補強部材４とフレーム３が密着して組み合わされ、強度の高い構造とすることができる。
【００５９】
さらに、本実施形態において、補強部材４の長手方向において、第１凹部３１ｂの内壁面３１ｅと第２凹部３２ｂの内壁面３２ｅとの間の距離Ｌ４は、距離Ｌ２以上とすることができる。上述したように、本実施形態のおいては、距離Ｌ４は距離Ｌ１とほぼ同じである。これにより、第２端部４ｅがフランジ部３ｄに係止され、太陽電池モジュール１に正圧荷重が加わった時に補強部材４が非受光面方向へ抜け落ちるのを防止することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態においては、補強部材４は、太陽電池パネル２の非受光面２ｂに接着されている。これにより、太陽電池パネル２に加わる正圧荷重だけでなく、負圧荷重を補強部材４で支持することができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１０２について、図５を用いて
説明する。
【００６２】
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０２は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、補強部材４の連結部４ｂの両端面において、それぞれ係止部４ｃから支持部４ａに向けて傾斜した傾斜部４ｆを有する点で第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と相違する。以下で、支持部４ａの端部を第１端部４ｄとよび、係止部４ｃの端部を第２端部４ｅとよぶものとする。
【００６３】
本実施形態においては、補強部材の長手方向において、寸法Ｌ１は、支持部４ａの寸法Ｌ５よりも大きい。換言すれば、補強部材４の長手方向の長さは、第１端部４ｄ間の距離よりも第２端部４ｅ間の距離が長い。そして、長手方向における連結部４ｂの両端面は、太陽電池パネル２の非受光面２ｂに向かうにつれて内方に傾斜する傾斜部４ｆを有している。
【００６４】
また、本実施形態においては、支持部４ａの寸法Ｌ５、すなわち第１端部４ｄ間の距離は、相対するフレーム３の凹部内壁面３ｅ間の距離Ｌ４とほぼ同じである。
【００６５】
さらに、本実施形態においては、係止部４ｃの寸法Ｌ１、すなわち第２端部４ｅ間の距離は、相対するフレーム３のフランジ部３ｄの端部３ｇ間の距離Ｌ２よりも大きい。
【００６６】
このようなフレーム３と補強部材４を有することにより、本実施形態においても、図５（ｂ）に示すようにフレーム３を取り付けた太陽電池パネル２に対して、その非受光面２ｂ側から非受光面２ｂに略垂直な方向から補強部材４を押し込むことで、補強部材４を所定の位置に配置することができる。さらに、本実施形態においては、この補強部材４を押し込む際に、補強部材４の傾斜部４ｆが案内面として機能し、フレーム３のフランジ部３ｄの端部３ｇ間を押し広げて、補強部材４をスムーズに挿入することができる。
【００６７】
なお、本実施形態においても、図５（ａ）に示すように、補強部材４を所定の位置に配置した後は、弾性域内で撓んでいたフレーム３が元の形状に戻りフランジ部３ｄの端部３ｇが第２端部４ｅを係止する。そしてフレーム３の凹部３ｂで、補強部材４をネジ１１によりフレーム３に固定することができる。
【００６８】
このような形状とすることにより、相対するフレーム３のフランジ部３ｄ間の距離を広げる作業と、補強部材４を押し込む作業とを一体とすることができることから、太陽電池モジュール１の生産性をより向上することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態においては、寸法Ｌ１≒距離Ｌ３である。これにより、補強部材４を第１フレーム３１と第２フレーム３２の間に挿入することができるとともに、長手方向に沿う方向において広範囲に渡って太陽電池パネル２を支持することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態においては、寸法Ｌ５≦距離Ｌ２である。これにより、補強部材４を押し込むにしたがってフランジ部３ｄを撓ませて、補強部材４をスムーズに挿入することができる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュール１０３について、図６を用いて説明する。
【００７２】
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０３は、図６に示すように、傾斜部４ｆの下方に段差部４ｇを設けた点で第２実施形態に係る太陽電池モジュール１０２と相違する。
【００７３】
本実施形態において、連結部４ｃの両端面は、傾斜部４ｆの下方に段差部４ｇを有している。より具体的には、段差部４ｇの位置における補強部材４の長手方向の寸法Ｌ６は、相対するフレーム３の凹部内壁面３ｅ間の距離Ｌ４とほぼ同じである。
【００７４】
このような形状にすることにより、補強部材４が段差部４ｇでフレーム３に係止されることから、補強部材４と非受光面２ｂ（裏面保護材９）との間の距離が規定される。これにより、補強部材４の取り付け時に、補強部材４が太陽電池パネル２に衝突して裏面保護材９を傷めることを低減することができる。また、接着剤１２の層の厚みを容易に管理することもできる。それゆえ、本実施形態では接着剤１２の厚みが薄すぎたり厚すぎたりすることを低減でき、太陽電池パネル２と補強部材４を強固に固定し、太陽電池モジュール１０３の耐荷重性能をより一層高めることができる。
【００７５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュール１０４について、図７を用いて説明する。
【００７６】
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０４は、フレーム３に凹部３ｂを設けていないとともに、フレーム３の囲む空間の外に向かう外方フランジ部３ｊを設けた点で第１実施形態乃至第３実施形態と相違する。
【００７７】
具体的には、本実施形態においては、図７に示すように、フレーム３は、嵌合部３ａと、側部３ｃと、フランジ部３ｄと、外方フランジ部３ｊと、を有している。嵌合部３ａと側部３ｃとは連続して設けられており、嵌合部３ａの外周面と側部３ｃの外周面とは同一面上に位置している。
【００７８】
外方フランジ部３ｊは、フランジ部３ｄと連続して、側部３ｃから外方へ向かって延びる板状体である。この外方フランジ部３ｊは、側部３ｃを起点としてフランジ部３ｄと逆方向に伸延している。
【００７９】
なお、フランジ部３ｄの側面の内壁から突出する長さは、補強部材４の第１端部４ｄおける長さ（寸法Ｌ１）と傾斜部４ｆの下端部における長さＬ６の差とほぼ同じである。補強部材４の各部分をこのような長さにすることで、補強部材４を相対するフランジ部３ｄ（第１フランジ部３１ｄ１および第２フランジ部３２ｄ）の間に押し込むにつれて、フランジ部３ｄ間が広がり、補強部材４をスムーズに取り付けることができる。
【００８０】
このような外方フランジ部３ｊを設けたことにより、把持しやすくなるため、フレーム３のフランジ部３ｄ間の距離を広げる作業が容易となる。またさらには、この外方フランジ部３ｊを用いて、太陽電池モジュールを架台等に固定することができる。
【００８１】
また、本実施形態においては、図７に示すように、嵌合部３ａに非受光面２ｂから遠ざかる方向へ向かって突出し、補強部材４の連結部４ｂの端面と接する凸部３ｉが設けられている。
【００８２】
このような形状とすることにより、補強部材４の第１端部４ｄと第２端部４ｅがフレーム４の凸部３ｉや側部３ｃの側部内壁面３ｆに接しているので、補強部材４が堅固に支持されており、太陽電池モジュールの耐荷重性能を高めることができる。
【００８３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る太陽電池モジュール１０５について、図８を用いて
説明する。
【００８４】
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０５は、補強部材４の係止部４ｃの形状が異なる点、および係止部４ｃが架台との固定に用いることができる貫通孔４ｉを有している点で第１実施形態乃至第４実施形態と相違する。
【００８５】
具体的には、例えば図８（a）に示すように、係止部４ｃは、連結部４ｂから一方に延びる板状の第１係止部４ｃ１と、連結部４ｂから他方に延びる板状の第２係止部４ｃ２と、を有している。そして、第１係止部４ｃ１は、その長手方向の両端側に貫通孔４ｉを有する。
【００８６】
さらに図８（ｂ）に示すように、第１係止部４ｃ１の厚みは、第２係止部４ｃ２の厚みよりも厚い。そして、第１係止部４ｃ１の短手方向の長さは第２係止部の短手方向の長さよりも長い。すなわち、第１係止部４ｃ１の連結部４ｂからの突き出し長さは、第２係止部４ｃ２の連結部４ｂからの突き出し長さよりも長い。このように、本実施形態において、第１係止部４ｃ１と第２係止部４ｃ２とは連結部４ｂに対して非対称な形状である。
【００８７】
より具体的には、第１係止部４ｃ１は、貫通孔４ｉに挿通された締結部材１５により架台１３と固定される。そのため、第１係止部４ｃ１において、貫通孔４ｉの近傍で応力集中が生じる。そこで、本実施形態は、貫通孔４ｉを有していない第２係止部４ｃ２の厚みよりも第１係止部４ｃ１の厚みを厚くして、第１係止部４ｃ１の強度を高めた構造を有している。
【００８８】
さらに、本実施形態においては、第１係止部４ｃ１の短手方向の長さが第２係止部４ｃ２の短手方向の長さよりも大きい。これにより締結部材１５を取り付ける際の作業性を高めることができる。
【００８９】
一方で、第２係止部４ｃ２は、補強部材４の長手方向における撓みを低減するために、補強部材４の断面係数を向上する機能を有する。このことから締結部材１５による応力集中が生じることなく、締結部材１５の取り付けの際の作業性も考慮する必要がない。そのため、補強部材４の長手方向における撓みを低減できる範囲で、適宜、第２係止部４ｃ２の厚みを第１係止部４ｃ１の厚みよりも薄く、第２係止部４２ｃの短手方向の長さを第１係止部４ｃ１の短手方向の長さよりも小さくすることができる。
【００９０】
このように第１係止部４ｃ１と第２係止部４ｃ２とを連結部４ｂに対して非対称に設け、第１係止部４ｃ１の厚みと短手方向の長さを、第２係止部４ｃ２の厚みと短手方向の長さよりも各々大きくすることで、使用材料を低減しつつ、太陽電池モジュール１０５の耐荷重性能を高めることができる。
【００９１】
また、本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、係止部４ｃの長手方向における両端部は、係止部４ｃの非受光面２ｂ側がフランジ部３ｄの非受光面２ｂ側と面一になるように段差部４ｊを有していてもよい。すなわち、上述の第１乃至第４実施形態においては、係止部４ｃの非受光面２ｂ側の表面の全面が、フランジ部３ｄの受光面２ａ側の表面よりも内方に位置するのに対して、本実施形態においては、この段差部４ｊがフランジ部３ｄの端部３ｇに係止することで、係止部４ｃの非受光面２ｂ側の表面のうち端部側に位置する部分のみフランジ部３ｄの受光面２ａ側の表面よりも内方に位置し、残りの部分はフランジ部３ｄの非受光面２ｂ側の表面と同一面上に位置している。これにより、後述のように、太陽電池アレイ１４において、容易な構造で、係止部４ｃを長手方向の全長に渡り架台１３に当接して支持することができる。
【００９２】
また、本実施形態においては、貫通孔４ｉが第１係止部４ｃ１の両端側に設けられることから、太陽電池モジュール１０５において、フレーム３の近傍に貫通孔４ｉが位置することになる。
【００９３】
次に、このような構造を有する第５実施形態に係る太陽電池モジュール１０５を備えた太陽電池アレイ２００について、図９を用いて詳細に説明する。
【００９４】
図９に示すように、太陽電池アレイ２００は、複数の太陽電池モジュール１０５と、該太陽電池モジュール１０５が固定される架台１３と、を有している。太陽電池モジュール１０５は、各々、貫通孔４ｉを用いて架台１３にボルト・ナットなどの締結部材１５で固定される。
【００９５】
なお、図９（ａ）において、破線Ｄは太陽電池モジュール１０５を受光面側から見たときの補強部材４の位置を示す。
【００９６】
例えば風圧力により太陽電池アレイ２００に負圧が加わると、太陽電池アレイ２００にかかる荷重の流れは、太陽電池パネル２→フレーム３の嵌合部３ａ→フレーム３のフランジ部３ｄ→補強部材４の係止部４ｃ→補強部材４の貫通孔４ｉ→架台１３のようになる。このとき、本実施形態においては、上述したように貫通孔４ｉとフレーム３とが近接していることから、補強部材４に加わるモーメントなどの応力は低減される。これにより太陽電池アレイ２００の耐荷重性能を高めることができる。
【００９７】
なお、太陽電池モジュール１０５は、補強部材４の第１係止部４ｃ１が連結部４ｂに対して軒側または棟側のいずれに位置するように配置されてもよい。また、図９（ａ）においては、太陽電池モジュール１０５は、２つの補強部材４を有している。このとき、軒側の補強部材４と棟側の補強部材４とは、第１係止部４ｃ１の連結部４ｂに対する配置関係は、同じであっても異なっていてもかまわない。
【００９８】
次に、第５実施形態に係る太陽電池モジュール１０５を備えた太陽電池アレイ２００の変形例２００’について、図１０を用いて詳細に説明する。
【００９９】
本変形例２００’は、架台１３に対する補強部材４の配置方向において、太陽電池アレイ２００と異なる。具体的には、太陽電池アレイ２００においては、架台１３の傾斜方向と補強部材４の長手方向とが垂直であるのに対して、図１０に示すように、本変形例２００’においては、架台１３の傾斜方向と補強部材４の長手方向とが平行である。本変形例２００’においては、架台１３は補強部材４の長手方向に沿って、補強部材４の係止部４ｃと当接するように配置されている。
【０１００】
なお、図１０（ａ）において、破線Ｆは太陽電池モジュール１０５を受光面側から見たときの補強部材４の位置を示す。
【０１０１】
補強部材４をこのように配置することで補強部材４をその長手方向の全長に渡って架台１３で支持することができる。これにより架台１３で太陽電池モジュール１０５に加わる荷重を直接に支持することができる。その結果、太陽電池アレイ２００’の耐荷重性能をさらに高めることができる。
【０１０２】
以上、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。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。
【０１０３】
また、本発明を適用できる太陽電池モジュールとしては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造のものに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造またはサブストレート構造などの種々の構造のものに適用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１０２、１０３、１０４、１０５：太陽電池モジュール
２：太陽電池パネル
２ａ：受光面
２ｂ：非受光面
２ｃ：側方部
３：フレーム
３１：第１フレーム
３２：第２フレーム
３ａ：嵌合部
３ｂ：凹部
３ｃ：側部
３ｄ：フランジ部
３ｅ：凹部内壁面
３ｆ：側部内壁面
３ｇ：フランジ端部
３ｈ：貫通孔
３ｉ：凸部
３ｊ：外方フランジ部
４：補強部材
４ａ：支持部
４ｂ：連結部
４ｃ：係止部
４ｃ１：第１係止部
４ｃ２：第２係止部
４ｄ：第１端部
４ｅ：第２端部
４ｆ：傾斜部
４ｇ：段差部
４ｈ：ネジ孔
４ｉ：貫通孔
４ｊ：段差部
５：透光性基板
６：充填材
７：インナーリード
８：太陽電池素子
９：裏面保護材
１０：端子ボックス
１１：ネジ
１２：接着剤
１３：架台
１５：締結部材
２００、２００’：太陽電池アレイ
【図１】
2013026515.tif 000003
【図２】
2013026515.tif 000004
【図３】
2013026515.tif 000005
【図４】
2013026515.tif 000006
【図５】
2013026515.tif 000007
【図６】
2013026515.tif 000008
【図７】
2013026515.tif 000009
【図８】
2013026515.tif 000010
【図９】
2013026515.tif 000011
【図１０】
2013026515.tif 000012