(57)【要約】【課題】太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】枠状フレーム１０Ａは、太陽電池パネル（パネル）２０の受光面を覆う上面部と、パネル２０の側面を覆う側面部と、パネル２０の非受光面を覆う中間面部とが接続されて延在方向に垂直な断面がコ字型を成すとともに、水抜き用切り欠き部１２を有し、水抜き用切り欠き部１２は、上面部における枠状フレーム１０Ａの内側の端部から側面部における該側面部の高さ方向の途中位置までにわたって切り欠かれ、側面部における水抜き用切り欠き部１２の底面１３は、該底面１３における枠状フレーム１０Ａの内側の端部が側面部の高さ方向において太陽電池パネル２０の受光面と同一位置または受光面よりも低い位置とされ、かつ側面部の厚み方向において枠状フレーム１０Ａの内側から外側に向かって低くなる。【選択図】図３
2016025800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを複数並べて成る矩形状の太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲み該外縁部を支持する矩形状の枠状フレームと、
を備え、
前記枠状フレームは、前記外縁部における前記太陽電池パネルの受光面を覆う上面部と、前記外縁部における前記太陽電池パネルの側面を覆う側面部と、前記外縁部における前記太陽電池パネルの非受光面を覆う下面部とが接続されて延在方向に垂直な断面がコ字型を成すとともに、前記受光面上の水を前記枠状フレームの外部に排出する水抜き用切り欠き部を１辺に有し、
前記水抜き用切り欠き部は、前記上面部における前記１辺の枠状フレームの内側の端部から前記側面部における該側面部の高さ方向の途中位置までにわたって切り欠かれ、
前記側面部における前記水抜き用切り欠き部の底面は、該底面における前記１辺の枠状フレームの内側の端部が前記側面部の高さ方向において前記太陽電池パネルの受光面と同一位置または前記受光面よりも低い位置とされ、かつ前記側面部の厚み方向において前記１辺の枠状フレームの内側から外側に向かって低くなること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記水抜き用切り欠き部は、前記太陽電池モジュールを水平面に対して傾斜配置した際に底辺となる前記枠状フレームに設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記側面部の底面は、前記側面部の厚み方向において前記枠状フレームの内側から外側に向かって低くなる平面であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記側面部の底面は、前記側面部の厚み方向において前記枠状フレームの内側から外側に向かって低くなる凸状の曲面であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記側面部は、前記側面部の高さ方向において前記下面部を超えて前記上面部から下面部に向かう方向に延在する延在部を有し、前記側面部は、前記側面部の高さ方向において前記水抜き用切り欠き部と同じ高さ位置の領域の厚みが前記延在部よりも厚いこと、
を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記矩形状の枠状フレームにおける対向する２辺に前記水抜き用切り欠き部を有すること、
を特徴とする請求項１から５のいずれか１つ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、住宅または工場などの建築物に配置される太陽電池モジュールに関するものであり、太陽電池モジュールの受光面に溜まる雨水の排出性を向上させる構造を有する太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池モジュールは、受光面側にガラスを配置し、電気的に直列あるいは並列に接続された複数の太陽電池セルを裏面側に並べて配置して、該複数の太陽電池セルを封止した太陽電池パネルを備える。そして、該太陽電池パネルの外周部を噛み込む形状を有する枠部材であるフレームを、たとえば接着剤からなる緩衝材を介して取り付けた構造の太陽電池モジュールが提案および提供されている。
【０００３】
太陽電池モジュールでは、一般に外周部に設けられたフレームが、太陽電池パネルの受光面側よりも凸となる。したがって、たとえば住宅の屋根に該屋根の傾斜に合わせて太陽電池モジュールを水平に対して傾斜して設置した場合、雨天時において雨水の一部が流れ落ちずに太陽電池パネルの表面の下側端に溜まることがある。溜まった雨水が蒸発すると、雨水に含まれていた汚れが太陽電池パネルのガラス面上に水滴の形状で残る。
【０００４】
上述した雨水の溜まりと蒸発とが繰り返されることによって、水滴形状の汚れが太陽電池パネルのガラス面上に堆積し、さらには太陽電池パネルの受光面の広範囲に汚れが散在する。そして、太陽電池パネルの受光面の広範囲に汚れが生じることによって、太陽電池モジュールの発電能力が低下する。特に、太陽電池モジュールを水平に対して小さい勾配で設置した場合には、雨水の溜まる範囲が大きくなり、さらに汚れの範囲が広くなるという問題が生じていた。
【０００５】
上記の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、すなわち受光面の側部に切欠部を設けることによって、雨水が受光面上に溜まることを防ぐために排水機能を持たせた太陽電池モジュールが提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６-１７２５７号公報
【特許文献２】特許第４８１０５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されている太陽電池モジュールにおける排水構造は、太陽電池パネルの受光面部と同一面となるように、または受光面部よりも低くなるように段差が設けられた切欠部を設けただけである。したがって、特許文献１および特許文献２に記載されている太陽電池モジュールにおける切り欠き部の排水性能は該太陽電池モジュールの設置傾斜角度によって変化するため、排水機能に不十分な面があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを複数並べて成る矩形状の太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの外縁部を全周にわたって囲み該外縁部を支持する矩形状の枠状フレームと、を備え、前記枠状フレームは、前記外縁部における前記太陽電池パネルの受光面を覆う上面部と、前記外縁部における前記太陽電池パネルの側面を覆う側面部と、前記外縁部における前記太陽電池パネルの非受光面を覆う下面部とが接続されて延在方向に垂直な断面がコ字型を成すとともに、前記受光面上の水を前記枠状フレームの外部に排出する水抜き用切り欠き部を１辺に有し、前記水抜き用切り欠き部は、前記上面部における前記１辺の枠状フレームの内側の端部から前記側面部における該側面部の高さ方向の途中位置までにわたって切り欠かれ、前記側面部における前記水抜き用切り欠き部の底面は、該底面における前記１辺の枠状フレームの内側の端部が前記側面部の高さ方向において前記太陽電池パネルの受光面と同一位置または前記受光面よりも低い位置とされ、かつ前記側面部の厚み方向において前記１辺の枠状フレームの内側から外側に向かって低くなること、特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールを得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームの断面形状を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームにおける水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームにおいて水抜き用切り欠き部が形成されていない部分の断面形状を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームにおいて水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる他の太陽電池モジュールの他の長尺棒部材において他の水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。
【図７】図７は、比較例の太陽電池モジュールの枠状フレームにおける水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。
【図８】図８は、比較例の太陽電池モジュールの枠状フレームにおいて水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームにおける水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームにおいて水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかる他の太陽電池モジュールの他の長尺棒部材において、他の水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの外観斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの枠状フレームの断面形状を示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３にかかる複数の太陽電池モジュールが配列された太陽電池システムを太陽電池モジュールの裏面側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述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適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の外観斜視図である。図１は、太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示している。図２は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の枠状フレーム１０の断面形状を示す断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面における枠状フレーム１０の断面形状を示している。図３は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の枠状フレーム１０における水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。図４は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の枠状フレーム１０において水抜き用切り欠き部が形成されていない部分の断面形状を示す断面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面における枠状フレーム１０の断面形状を示している。図５は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の枠状フレーム１０において水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。図５は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面における枠状フレーム１０の断面形状を示している。
【００１４】
実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、図１に示すように、複数の太陽電池セル２５を並べて成る太陽電池パネル２０と、延在方向に垂直な断面がコの字型を成すコ字状部で太陽電池パネル２０の外縁部を全周にわたって囲む枠状フレーム１０と、枠状フレーム１０のコ字状部内に配置された緩衝材３０とを有している。
【００１５】
太陽電池パネル２０は、同一平面上において縦方向および横方向に整列して並べられて電気的に直列または並列に接続された複数の太陽電池セル２５を有し、矩形状かつ平板状に設けられる。太陽電池パネル２０は、並べて配置された複数の太陽電池セル２５の受光面側に図示しない透明な支持板である強化ガラスが配置され、また該複数の太陽電池セル２５は充填材と裏面材とよって封止されている。充填材には、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等の高分子材料が用いられ、裏面材には耐候性と水蒸気バリア性と電気的絶縁性等とを備えたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの高分子材料が用いられる。
【００１６】
緩衝材３０は、封止材または接着剤が用いられ、枠状フレーム１０のコ字状部と太陽電池パネル２０の外縁部との間に全周にわたって挟み込まれている。
【００１７】
枠状フレーム１０は、太陽電池パネル２０の外縁部を全周にわたって囲んで、該外縁部を介して太陽電池パネル２０を支持する。枠状フレーム１０は、たとえばアルミニウムなどの金属の押出成品が用いられる。枠状フレーム１０は、対向する一対の長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂと、長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂの両端部間に連結された一対の短尺棒部材１０Ｃ，１０Ｄとから構成されている。一対の長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂと一対の短尺棒部材１０Ｃ，１０Ｄとは、締結部材によって相互に端部を直角に連結されて、矩形の枠状フレーム１０を構成する。締結部材には、たとえばビスが用いられる。太陽電池モジュール１００は、長尺棒部材１０Ａを下側、長尺棒部材１０Ｂを上側にして傾斜配置される。
【００１８】
枠状フレーム１０である長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂは、図２に示すように、太陽電池パネル２０の受光面側において該太陽電池パネル２０の面方向に沿った方向に延びる上面部１１ａと、太陽電池パネル２０の裏面側において該太陽電池パネル２０の面方向に沿った方向に延びる下面部１１ｂと、上面部１１ａの外側の端部と下面部１１ｂの外側の端部とを太陽電池パネル２０の面方向と垂直な方向において接続する側面部１１ｃと、枠状フレーム１０の内側において上面部１１ａと下面部１１ｂとの間の途中の高さ位置で側面部１１ｃから上面部１１ａおよび下面部１１ｂと平行に延びる中間面部１１ｄと、を有する。内側は、太陽電池パネル２０と対向する側である。外側は、太陽電池モジュール１００の外側面側である。太陽電池パネル２０は、図１における上側から光が照射される。
【００１９】
長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂと一対の短尺棒部材１０Ｃ，１０Ｄにおいて、上面部１１ａと下面部１１ｂと側面部１１ｃと中間面部１１ｄとは、たとえば等しい厚みで構成される。なお、上面部１１ａと下面部１１ｂと側面部１１ｃと中間面部１１ｄと厚みは、異ならせても構わない。長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂにおいて、上面部１１ａは、同一幅で構成される。同様に、長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂにおいて、下面部１１ｂと側面部１１ｃと中間面部１１ｄとは、それぞれ同一幅で構成される。なお、上面部１１ａと下面部１１ｂと側面部１１ｃと中間面部１１ｄとの幅は異ならせても構わない。また、短尺棒部材１０Ｃ，１０Ｄは、延在方向における端部形状および幅寸法が異なること以外は、基本的に長尺棒部材１０Ａ，１０Ｂと同じ構造を有する。
【００２０】
上面部１１ａと側面部１１ｃと中間面部１１ｄとは、枠状フレーム１０の内側に開口を有して延在方向に垂直な断面がコの字型を成すコ字状部であるモジュール支持部１１ｅを構成する。枠状フレーム１０は、モジュール支持部１１ｅを全周にわたって有しており、該モジュール支持部１１ｅで太陽電池パネル２０の外縁部を全周にわたって覆っている。モジュール支持部１１ｅにおいては、中間面部１１ｄが下面を構成している。
【００２１】
また、側面部１１ｃは、側面部の高さ方向においてモジュール支持部１１ｅから中間面部１１ｄを超えて上面部１１ａから中間面部１１ｄに向かう方向に延在する延在部を有する。側面部１１ｃにおける該延在部と中間面部１１ｄと下面部１１ｂとは、枠状フレーム１０の内側に開口を有して延在方向に垂直な断面がコの字型を成すコ字状部とされてモジュール支持部１１ｅを支持する支持部を構成する。枠状フレーム１０は、該支持部を全周にわたって有しており、該支持部で太陽電池モジュール１００を設置面に固定する。
【００２２】
枠状フレーム１０は、図４および図５に示すように、ブチル系の封止材またはシリコン系の接着剤からなる緩衝材３０を介して太陽電池パネル２０に固定される。枠状フレーム１０は、太陽電池パネル２０を補強するとともに、太陽電池パネル２０を住宅またはビルなどの建物に設けられた図示しない架台に取り付けられるようにする。
【００２３】
図１、図３および図５に示すように、枠状フレーム１０における長尺棒部材１０Ａの少なくとも一箇所において、水抜き用切り欠き部１２が設けられている。なお、水抜き用切り欠き部１２は、長尺棒部材１０Ａの少なくとも一箇所において、延在方向の端部または中央部等の任意の位置に設けることができる。水抜き用切り欠き部１２は、側面部１１ｃにおける該側面部１１ｃの高さ方向の途中位置から太陽電池パネル２０の受光面に通じるように溝状に開口して設けられて、長尺棒部材１０Ａから太陽電池パネル２０の受光面と緩衝材３０の側面とを露出させる。すなわち、水抜き用切り欠き部１２は、上面部１１ａにおける長尺棒部材１０Ａの内側の端部から側面部１１ｃにおける該側面部１１ｃの高さ方向の途中位置までにわたって、上面部１１ａおよび側面部１１ｃを厚み方向に貫通して切り欠かれて形成されている。
【００２４】
側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２の底面１３は、長尺棒部材１０Ａの延在方向において同一幅で設けられている。側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２の底面１３は、該底面１３における長尺棒部材１０Ａの内側の端部１３ａの高さ位置が、太陽電池パネル２０の受光面と同一高さ位置または該受光面よりも低い位置とされる。高さ位置は、側面部１１ｃの高さ方向における位置、すなわち太陽電池モジュール１００の厚み方向における位置であり、太陽電池パネル２０の受光面側を上方とする。
【００２５】
ここでは、太陽電池パネル２０と長尺棒部材１０Ａの側面部１１ｃとの間に、太陽電池パネル２０の受光面と同一高さで緩衝材３０が設けられている。したがって、端部１３ａの高さ位置は、緩衝材３０と同一高さ位置または該緩衝材３０の上面よりも低い位置とされる。
【００２６】
そして、側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２の底面１３は、側面部１１ｃの厚み方向において長尺棒部材１０Ａの内側から外側に向かって直線的に傾斜して低くなる平面で構成されている。すなわち、底面１３は、側面部１１ｃの厚み方向において長尺棒部材１０Ａの内側から外側に向かって下り勾配を有する傾斜した平面で構成されている。
【００２７】
上述した水抜き用切り欠き部１２が設けられることにより、長尺棒部材１０Ａを下側にして傾斜配置された太陽電池パネル２０の受光面上の雨水は、長尺棒部材１０Ａから露出された領域の受光面上と緩衝材３０の上面および側面上とを介して底面１３に流れる。底面１３に達した雨水は、該底面１３の傾斜により、滑らかにかつ効率的に長尺棒部材１０Ａの外側に流れて排出される。
【００２８】
底面１３を有する水抜き用切り欠き部１２では、太陽電池モジュール１００を水平に設置した場合、または太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度が小さい場合でも、太陽電池パネル２０の受光面から底面１３に達した雨水を、底面１３自体の有する傾斜により、滑らかにかつ効率的に長尺棒部材１０Ａの外側に流して排出することができる。したがって、太陽電池モジュール１００では、太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度に因らず、太陽電池パネル２０の受光面上の雨水を外部に排出することができる。
【００２９】
ここで、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度は約２度以上であればよい。これは、たとえば折板屋根と呼ばれる屋根形状の屋根では、屋根面の水平面からの傾斜角度を約２度以上として設置されることと同様の理由である。すなわち、折板屋根では、屋根面の水平面からの傾斜角度が２度以上あれば、屋根の上に雨水が溜まらずに流れ落ちることが知られている。一般的な折板屋根における屋根面の水平面からの勾配は３／１００＝１．７２°以上である。折板屋根と同様に、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度が２度以上であれば、水抜き用切り欠き部１２上に雨水が溜まらずに、太陽電池モジュールの外側に雨水を排水することができる。水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度は、太陽電池モジュールにおいて太陽電池パネル２０の受光面と平行な面とされる長尺棒部材１０Ａの上面と、底面１３とのなす角度である。
【００３０】
一方、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度の上限は、４５度以下が適切である。水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度を４５度よりも大きくした場合には、水抜き用切り欠き部１２を設けたことによって枠状フレーム１０の長尺棒部材１０Ａの板厚が薄くなる箇所が増えるため、枠状フレーム１０の機械的強度が低下し、太陽電池モジュール１００の機械的強度が低下する。したがって、雨水の排出作用の観点から、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度は２度以上であることが好ましい。また、枠状フレーム１０および太陽電池モジュール１００の機械的強度を確保するためには、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の傾斜角度は４５度以下であることが好ましい。
【００３１】
また、太陽電池モジュール１００が長尺棒部材１０Ａを下側にして傾斜配置されない場合、すなわち水平に配置された場合でも、太陽電池パネル２０の受光面上から水抜き用切り欠き部１２まで達した雨水は、太陽電池モジュール１００の内側から外側に向かって下降する勾配を有して構成された底面１３に沿って、効率良く確実に太陽電池モジュール１００の外部に排出される。
【００３２】
また、図３に示すように、水抜き用切り欠き部１２の長尺棒部材１０Ａの延在方向における長さは、側面部１１ｃよりも上面部１１ａにおいて長くされることが好ましい。これにより、太陽電池パネル２０の受光面上から底面に効率良く雨水が流れる。
【００３３】
図６は、実施の形態１にかかる他の太陽電池モジュールの他の長尺棒部材１０Ａａにおいて他の水抜き用切り欠き部１２ａが形成された部分の断面形状を示す断面図である。図６は、図５に対応する断面図であり、他の長尺棒部材１０Ａａの延在方向に垂直な断面形状を示す断面図である。他の太陽電池モジュールは、長尺棒部材１０Ａの代わりに、他の水抜き用切り欠き部１２ａが形成された他の長尺棒部材１０Ａａを備える。他の水抜き用切り欠き部１２ａは、底面１３の代わりに底面１３ｂを有すること以外は、基本的に水抜き用切り欠き部１２と同じ構造を有する。
【００３４】
水抜き用切り欠き部１２は、高さ方向において厚みが均一である側面部１１ｃに底面１３が設けられている。図６に示す他の長尺棒部材１０Ａａの側面部１１ｃは、高さ方向において他の水抜き用切り欠き部１２ａに対応する部分の厚みが、太陽電池パネル２０の外形の短辺方向、すなわち側面部１１ｃの厚み方向において外側に厚くされた肉厚部を有する。該肉厚部は、長尺棒部材１０Ａａの延在方向の全長において設けられている。そして、底面１３ｂは、該肉厚部に設けられて、側面部１１ｃの厚み方向において側面部の外壁面１１ｃａから外側に突出している。外壁面１１ｃａは、中間面部１１ｄと下面部１１ｂとの間の外壁面である。これにより、図６に示す他の水抜き用切り欠き部１２ａにおける底面１３ｂでは、他の長尺棒部材１０Ａａの内側から外側へ通じる雨水の排水経路がより長く確実に確保されている。なお、他の水抜き用切り欠き部１２ａは、水抜き用切り欠き部１２と同じ効果を有する。
【００３５】
また、他の水抜き用切り欠き部１２ａを形成するために側面部１１ｃの厚みを増すことによって、他の長尺棒部材１０Ａａの断面係数が増加する。これにより、実施の形態１にかかる他の太陽電池モジュールの耐荷重性を向上させることが可能である。
【００３６】
図７は、比較例の太陽電池モジュールの枠状フレーム１０における水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。図８は、比較例の太陽電池モジュールの枠状フレーム１０において水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ線に沿う断面における枠状フレーム１０の断面形状を示している。なお、比較例の太陽電池モジュールは、水抜き用切り欠き部の側面部の底面の形状が太陽電池モジュール１００と異なる。したがって、図７および図８では、太陽電池モジュール１００と共通の部材については図１〜図６と同じ符号を付している。
【００３７】
比較例の太陽電池モジュールの枠状フレーム１０である長尺棒部材１０Ａに設けられた水抜き用切り欠き部１１２は、太陽電池パネル２０の受光面に沿った底面１１３を備える。水抜き用切り欠き部１１２の底面１１３は、長尺棒部材１０Ａの延在方向において同一幅で設けられている。水抜き用切り欠き部１１２の底面１１３は、該底面１１３における長尺棒部材１０Ａの内側の端部１１３ａの高さ位置が、太陽電池パネル２０の受光面よりも低い位置とされる。
【００３８】
底面１１３を有する水抜き用切り欠き部１１２では、太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度が大きい場合には、太陽電池パネル２０の受光面から底面１１３に達した雨水がなめらかに長尺棒部材１０Ａの外側に流して排出される。しかしながら、太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度が小さい場合、または傾斜配置されない場合は、底面１１３を有する水抜き用切り欠き部１１２では、太陽電池パネル２０の受光面から底面１１３に達した雨水を効率的に長尺棒部材１０Ａの外側に流して排出することができない。したがって、比較例の太陽電池モジュールでは、水抜き用切り欠き部１１２での排水性能は太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度に因って変化し、太陽電池モジュール１００の設置傾斜角度が小さい場合、または傾斜配置されない場合は、排水性能が低くなる。
【００３９】
上述したように、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、底面１３を有する水抜き用切り欠き部１２を備える。水平に対して傾斜して設置された状態の太陽電池モジュール１００では、太陽電池パネル２０の受光面に溜まった雨水は、太陽電池モジュール１００の長尺棒部材１０Ａに設けた水抜き用切り欠き部１２を通じて、水平に対して太陽電池モジュール１００の傾斜角度よりもさらに大きい角度で傾斜した状態の底面１３に沿って排出される。これにより、水平に対して傾斜して設置された太陽電池モジュール１００の底辺側では、雨水が太陽電池パネル２０の受光面から確実に排出され、受光面の汚れの堆積が低減される。また、水平に対して傾斜して設置された太陽電池モジュール１０の頂点側、すなわち上辺側では、太陽電池パネル２０の受光面の雨水が底辺側に流れるため雨水が溜まらず、雨水が太陽電池パネル２０の受光面から排出され、受光面２０の汚れの堆積を低減される。
【００４０】
したがって、実施の形態１によれば、太陽電池モジュールの設置傾斜角度に因らず、太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールが実現される。
【００４１】
そして、実施の形態１によれば、太陽電池パネルの受光面からの水はけを良くしたため、太陽電池パネルの表面に汚れが成長して太陽電池の出力を低下させることなく、長期に安定して出力を取り出すことが可能な太陽電池モジュールを提供することが可能となる。実施の形態１にかかる太陽電池モジュールは、たとえば水平に設置される場合、または水平に対して約２度程度の小さい勾配を有する工場の屋根の傾斜に合わせて小さい勾配で設置される場合に特に効果が大きく、好適である。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１では、側面部１１ｃの厚み方向において長尺棒部材１０Ａの内側から外側に向かって直線的に傾斜して低くなる平面で構成された底面１３を有する水抜き用切り欠き部１２について説明した。側面部１１ｃにおける底面は、平面に限定されず、曲面により構成されてもよい。
【００４３】
図９は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの枠状フレーム１０における水抜き用切り欠き部の外観斜視図である。図１０は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの枠状フレーム１０において水抜き用切り欠き部が形成された部分の断面形状を示す断面図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ線に沿う枠状フレームの断面形状を示している。
【００４４】
実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２ｂの底面１４が凸状の曲面で構成されていることが太陽電池モジュール１００と異なる。水抜き用切り欠き部１２ｂは、底面１３の代わりに底面１４を備えること以外は、水抜き用切り欠き部１２と同じ構成を有する。
【００４５】
側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２ｂの底面１４は、長尺棒部材１０Ａの延在方向において同一幅で設けられている。側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２ｂの底面１４は、該底面１４における長尺棒部材１０Ａの内側の端部１４ａの高さ位置が、太陽電池パネル２０の受光面と同一高さ位置または該受光面よりも低い位置とされる。
【００４６】
ここでは、太陽電池パネル２０と長尺棒部材１０Ａの側面部１１ｃとの間に、太陽電池パネル２０の受光面と同一高さで緩衝材３０が設けられている。したがって、端部１４ａの高さ位置は、緩衝材３０と同一高さ位置または該緩衝材３０の上面よりも低い位置とされる。
【００４７】
そして、側面部１１ｃにおける水抜き用切り欠き部１２ｂの底面１４は、側面部１１ｃの厚み方向において長尺棒部材１０Ａの内側から外側に向かって傾斜して低くなる凸状の曲面で構成されている。すなわち、底面１４は、側面部１１ｃの厚み方向において長尺棒部材１０Ａの内側から外側に向かって下降する勾配を有する凸状の曲面で構成されている。底面１４の下り勾配は、長尺棒部材１０Ａの延在方向に垂直な断面における底面１４の内側の端部と外側の端部を結ぶ直線と、太陽電池パネル２０の受光面と平行な面とされる該断面における長尺棒部材１０Ａの上面のなす角度で定義される。底面１４の下り勾配に適切な角度は、実施例１と同じで、２度以上４５度以下であればよい。
【００４８】
底面１４を備える水抜き用切り欠き部１２ｂが設けられることにより、長尺棒部材１０Ａを下側にして水平に対して傾斜配置された太陽電池パネル２０の受光面上の雨水は、長尺棒部材１０Ａから露出された領域の受光面上と緩衝材３０の上面および側面上とを介して底面１４に流れる。底面１４に達した雨水は、底面１３の場合と同様に該底面１４の傾斜により、滑らかにかつ効率的に長尺棒部材１０Ａの外側に流れて排出される。
【００４９】
底面１４を有する水抜き用切り欠き部１２ｂでは、水平に対する太陽電池モジュールの設置傾斜角度が小さい場合でも、太陽電池パネル２０の受光面から底面１４に達した雨水を、底面１４自体の有する傾斜によって、滑らかにかつ効率的に長尺棒部材１０Ａの外側に流して排出することができる。したがって、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの設置傾斜角度に因らず、太陽電池パネル２０の受光面上の雨水を外部に排出することができる。
【００５０】
また、太陽電池モジュールが長尺棒部材１０Ａを下側にして傾斜配置されない場合、すなわち水平に配置された場合でも、太陽電池パネル２０の受光面上から水抜き用切り欠き部１２ｂまで達した雨水は、太陽電池モジュールの内側から外側に向かって下り勾配を有して構成された底面１４に沿って、効率良く確実に太陽電池モジュールの外部に排出される。
【００５１】
図１１は、実施の形態２にかかる他の太陽電池モジュールの他の長尺棒部材１０Ａａにおいて他の水抜き用切り欠き部１２ｃが形成された部分の断面形状を示す断面図である。図１１は、図１０に対応する断面図であり、他の長尺棒部材１０Ａａの延在方向に垂直な断面形状を示す断面図である。実施の形態２にかかる他の太陽電池モジュールは、長尺棒部材１０Ａの代わりに、他の水抜き用切り欠き部１２ｃが形成された他の長尺棒部材１０Ａａを備える。他の水抜き用切り欠き部１２ｃは、底面１４の代わりに底面１４ｂを有すること以外は、基本的に水抜き用切り欠き部１２ｂと同じ構造を有する。
【００５２】
水抜き用切り欠き部１２ｂは、高さ方向において厚みが均一である側面部１１ｃに底面１３が設けられている。図１１に示す他の長尺棒部材１０Ａａの側面部１１ｃは、高さ方向において他の水抜き用切り欠き部１２ｃに対応する部分の厚みが、太陽電池パネル２０の外形の短辺方向、すなわち側面部１１ｃの厚み方向において外側に厚くされた肉厚部を有する。該肉厚部は、長尺棒部材１０Ａａの延在方向の全長において設けられている。そして、底面１４ｂは、該肉厚部に設けられて、側面部１１ｃの厚み方向において側面部の外壁面１１ｃａから外側に突出している。外壁面１１ｃａは、中間面部１１ｄと下面部１１ｂとの間の外壁面である。これにより、図１１に示す他の水抜き用切り欠き部１２ｃにおける底面１４ｂでは、他の長尺棒部材１０Ａａの内側から外側へ通じる雨水の排水経路がより長く確実に確保されている。なお、他の水抜き用切り欠き部１２ｃは、水抜き用切り欠き部１２ｂの有する効果を備える。
【００５３】
また、他の水抜き用切り欠き部１２ｃを形成するために側面部１１ｃの厚みを増すことによって、他の長尺棒部材１０Ａａの断面係数が増加する。これにより、実施の形態２にかかる他の太陽電池モジュールの耐荷重性を向上させることが可能である。
【００５４】
したがって、実施の形態２によれば、太陽電池モジュールの設置傾斜角度に因らず、太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールが実現される。
【００５５】
そして、実施の形態２によれば、太陽電池パネルの受光面からの水はけを良くしたため、太陽電池パネルの表面に汚れが成長して太陽電池の出力を低下させることなく、長期に安定して出力を取り出すことが可能な太陽電池モジュールを提供することが可能となる。実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、たとえば水平に設置される場合、または水平に対して約２度程度の小さい勾配を有する工場の屋根の傾斜に合わせて小さい勾配で設置される場合に特に効果が大きく、好適である。
【００５６】
実施の形態３．
図１２は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａの外観斜視図である。図１２は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａを受光面側から見た状態を示している。図１３は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａを受光面側から見た平面図である。実施の形態３で示す図においては、実施の形態１の場合と同じ部材には同じ符号を付す。
【００５７】
実施の形態３では、実施の形態１で示した水抜き用切り欠き部１２が、太陽電池モジュール１００ａにおける対向する一対の辺に配置された枠状フレーム１０に、それぞれ１つずつ設けられている。すなわち、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａでは、矩形状の枠状フレーム１０における対向する２辺である長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂに、それぞれ１つずつ水抜き用切り欠き部１２が設けられている。そして、長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂにおいては、太陽電池モジュール１００ａの面方向における中心位置に対して点対称の位置に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。
【００５８】
図１４は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａの枠状フレーム１０の断面形状を示す断面図である。図１４は、図１２のＤ−Ｄ線に沿う断面における枠状フレーム１０の断面形状を示している。また、図１４では、太陽電池モジュール１００ａが傾斜配置された状態を想定して示している。傾斜配置された太陽電池モジュール１００ａの受光面側において下辺となる長尺棒部材１０Ａと、上辺となる長尺棒部材１０Ｂとには、太陽電池モジュール１００ａの面方向における中心位置に対して点対称の位置に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。
【００５９】
太陽電池モジュール１００ａが傾斜配置された際にたとえば下辺となる長尺棒部材１０Ａでは、図１２および図１３に示すように長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂの延在方向における一端側に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。図１２および図１３では、長尺棒部材１０Ａの右端側に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。太陽電池モジュール１００ａが傾斜配置された際にたとえば上辺となる長尺棒部材１０Ｂでは、図１２および図１３に示すように長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂの延在方向における他端側に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。図１２および図１３では、長尺棒部材１０Ｂの左端側に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。
【００６０】
このように、長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとにおいて、長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂの延在方向における互いに異なる端部側に水抜き用切り欠き部１２を設けることによって、太陽電池モジュール１００ａが傾斜配置された際に上辺に位置する長尺棒部材１０Ｂと下辺に位置する長尺棒部材１０Ａとの構造を共通化することができ、長尺棒部材のコストを低減することができる。
【００６１】
図１５は、実施の形態３にかかる複数の太陽電池モジュール１００ａが配列された太陽電池システムを太陽電池モジュール１００ａの裏面側から見た平面図である。なお、図１５においては、太陽電池モジュール１００ａの配置に注目して示しており、太陽電池モジュール１００ａにおける枠状フレーム１０の図示を省略している。図１５に示す太陽電池システムでは、太陽電池モジュール１００ａの裏面には、太陽電池モジュール１００ａにおける一方の短辺付近にプラス（＋）極の端子ボックス４１が、他方の短辺付近にマイナス（−）極の端子ボックス４２が設けられている。
【００６２】
１段目に配列された太陽電池モジュール１００ａでは、太陽電池モジュール１００ａの配列方向、すなわち図１５における横方向において、太陽電池モジュール１００ａの裏面の左側の短辺付近にプラス（＋）極の端子ボックス４１が設けられ、太陽電池モジュール１００ａの裏面の右側の短辺付近にマイナス（−）極の端子ボックス４２が設けられている。２段目に配列された太陽電池モジュール１００ａでは、太陽電池モジュール１００ａの配列方向、すなわち図１５における横方向において、太陽電池モジュール１００ａの裏面の右側の短辺付近にプラス（＋）極の端子ボックス４１が設けられ、太陽電池モジュール１００ａの裏面の左側の短辺付近にマイナス（−）極の端子ボックス４２が設けられている。
【００６３】
そして、１段目において隣接する太陽電池モジュール１００ａ同士は、一方の太陽電池モジュール１００ａのマイナス（−）極の端子ボックス４２と、他方の太陽電池モジュール１００ａのプラス（＋）極の端子ボックス４１とが接続配線４０によって電気的に接続されている。また、２段目において隣接する太陽電池モジュール１００ａ同士は、一方の太陽電池モジュール１００ａのプラス（＋）極の端子ボックス４１と、他方の太陽電池モジュール１００ａのマイナス（−）極の端子ボックス４２とが接続配線４０によって電気的に接続されている。そして、１段目の左端に配列された太陽電池モジュール１００ａのプラス（＋）極の端子ボックス４１と、２段目の左端に配列された太陽電池モジュール１００ａのマイナス（−）極の端子ボックス４２とが、接続配線４０によって電気的に接続されている。したがって、１段目に配列される太陽電池モジュール１００ａと、２段目に配列される太陽電池モジュール１００ａとは、電気的に直列に接続されている。
【００６４】
図１５に示すように、１段目に配列される太陽電池モジュール１００ａと、２段目に配列される太陽電池モジュール１００ａとにおいて、プラス（＋）極とマイナス（−）極との配置位置を太陽電池モジュール１００ａの配列方向において逆にすることによって、接続配線４０による１段目の太陽電池モジュール１００ａと２段目の太陽電池モジュール１００ａとの電気的接続が容易になる。すなわち、接続配線４０の長さを短くでき、単純な配線パターンで１段目の太陽電池モジュール１００ａと２段目の太陽電池モジュール１００ａとの電気的接続が実現できる。このように、太陽電池システムにおける太陽電池モジュールの配列においては、設置状況によってさまざまな配列が要求されるので、太陽電池モジュールは向きを自由に変更して設置できる構成とされることが好ましい。
【００６５】
上述したように、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａは、長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとには、太陽電池モジュール１００ａの面方向における中心位置に対して点対称の位置に水抜き用切り欠き部１２が設けられている。したがって、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａは、太陽電池モジュール１００ａの取り付け面において太陽電池モジュール１００ａを１８０度回転させて上下方向の向きを自由に変更して設置できる。
【００６６】
また、図１２および図１３に示すように、傾斜配置された太陽電池モジュール１００ａにおいて対向する長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとに水抜き用切り欠き部１２を設けることにより、太陽電池モジュール１００ａの設置の向きに関わらず、長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとのどちらが下辺になっても、実施の形態１と同様の排水機能を得ることができる。これにより、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａは、太陽電池モジュール１００ａの取り付け面において配置の向きを自由に選択できる。
【００６７】
また、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａを用いた場合は、図１５に示すように、太陽電池モジュール１００ａの取り付け面において太陽電池モジュール１００ａを１８０度回転させて配列した場合でも外観上は同じ構成となるので、外観が均一な太陽電池システムを得ることができる。
【００６８】
図１４に示すように、長尺棒部材１０Ａが下辺となり、長尺棒部材１０Ｂが上辺となるように太陽電池モジュール１００ａが傾斜配置された場合には、長尺棒部材１０Ｂに設けられた水抜き用切り欠き部１２における底面１３の水平面からの傾きは、太陽電池モジュール１００ａの傾斜分だけ太陽電池モジュール１００ａが水平に配置された場合よりも小さくなる。
【００６９】
一般的な住宅の建築物の屋根面の、水平面からの傾斜角度は、４寸勾配、すなわち約２２°である。したがって、このような傾斜角度を有する屋根に実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００ａを設置する場合には、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の水平面からの傾斜角度を２２度よりも大きくしておけばよい。これにより、上辺側に位置する長尺棒部材１０Ｂに設けられた水抜き用切り欠き部１２における底面１３は外勾配、すなわち太陽電池モジュール１００ａの内部から太陽電池モジュール１００ａの外部に向かって低くなる勾配を維持できる。したがって、長尺棒部材１０Ｂに設けられた水抜き用切り欠き部１２に降り注いだ雨水が水抜き用切り欠き部１２から太陽電池モジュール１００ａの受光面に流れ込むことがない。
【００７０】
そして、水抜き用切り欠き部１２の底面１３の水平面からの傾斜角度を２４度よりも大きくしておけば、上辺側の長尺棒部材１０Ｂに設けられた水抜き用切り欠き部１２でも底面１３の傾斜角度が２度以上の外勾配となるので、水抜き用切り欠き部１２の底面１３上に雨水が残ることなく、水抜き用切り欠き部１２に降り注いだ雨水を外側に排水することができる。
【００７１】
なお、長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂに、それぞれ１つずつ水抜き用切り欠き部１２が設けられている場合について説明したが、長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂのそれぞれに複数の水抜き用切り欠き部１２が設けられてもよい。
【００７２】
また、上記においては、平面で構成される底面１３を有する水抜き用切り欠き部１２が長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂに設けられる場合について示したが、上述した底面１３ｂ、底面１４または底面１４ｂを有する水抜き用切り欠き部１２が長尺棒部材１０Ａおよび長尺棒部材１０Ｂに設けられてもよい。
【００７３】
また、上記においては対向する長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとに水抜き用切り欠き部１２を設けた場合について説明したが、短尺棒部材１０Ｃと短尺棒部材１０Ｄとに水抜き用切り欠き部１２を設けて、短尺棒部材１０Ｃと短尺棒部材１０Ｄとの何れか一方を下辺として、他方を上辺として太陽電池モジュール１００ａを配置してもよい。この場合も、長尺棒部材１０Ａと長尺棒部材１０Ｂとに水抜き用切り欠き部１２を設けた場合と同じ効果が得られる。
【００７４】
上述したように、実施の形態３によれば、太陽電池パネルの受光面からの水はけを良くしたため、太陽電池パネルの表面に汚れが成長して太陽電池の出力を低下させることなく、長期に安定して出力を取り出すことが可能な太陽電池モジュールを提供することが可能となる。そして、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、たとえば４寸勾配を有する住宅の屋根の傾斜に合わせて設置される場合に、特に効果が大きく、好適である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの受光面に溜まる雨水を効率良く確実に排水可能な太陽電池モジュールの実現に有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  枠状フレーム、１０Ａ，１０Ｂ  長尺棒部材、１０Ｃ，１０Ｄ  短尺棒部材、１１ａ  上面部、１１ｂ  下面部、１１ｃ  側面部、１１ｃａ  外壁面、１１ｄ  中間面部、１１ｅ  モジュール支持部、１２，１２ｂ  水抜き用切り欠き部、１２ａ，１２ｃ  他の水抜き用切り欠き部、１３，１３ｂ，１４，１４ｂ  底面、１３ａ，１４ａ  端部、２０  太陽電池パネル、２５  太陽電池セル、３０  緩衝材、４１  プラス（＋）極の端子ボックス、４２  マイナス（−）極の端子ボックス、４３  接続配線、１００  太陽電池モジュール、１００ａ  太陽電池モジュール、１１２  水抜き用切り欠き部、１１３  底面、１１３ａ  端部。
【図１】
2016025800.tif 000003
【図２】
2016025800.tif 000004
【図３】
2016025800.tif 000005
【図４】
2016025800.tif 000006
【図５】
2016025800.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2016025800.tif 000010
【図９】
2016025800.tif 000011
【図１０】
2016025800.tif 000012
【図１１】
2016025800.tif 000013
【図１２】
2016025800.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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