(57)【要約】【課題】発電レシーバを複数備えた太陽光発電モジュールにおいて、発電レシーバ間を短距離で直列接続することができる太陽光発電モジュールを提供すること。【解決手段】太陽光発電モジュール１は、太陽光発電素子と、太陽光発電素子によって得られる電流を取り出し可能な１対の正極および１対の負極と、を有し、１対の正極を結ぶ直線と１対の負極を結ぶ直線が相互に十字状に交差してなる複数の発電レシーバ１０が、支持板２上の、複数の直線が交差してなる仮想的なメッシュの交点上に配置され、配線３１，３２によって直列接続されてなる。配線３１，３２は、メッシュを構成する直線に沿って相互に隣接し、かつ相互に対して９０°異なる回転角度で配置された２つの発電レシーバ１０の間を接続して設けられる。【選択図】図６
2016015403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板と、
太陽光発電素子と、前記太陽光発電素子によって得られる電流を取り出し可能な１対の正極および１対の負極と、を有し、前記１対の正極を結ぶ直線と前記１対の負極を結ぶ直線が相互に十字状に交差してなり、前記支持板上において、複数の直線が交差してなる仮想的なメッシュの交点上に配置された複数の発電レシーバと、
前記複数の発電レシーバを直列接続する配線と、を有し、
前記配線は、前記メッシュを構成する前記直線に沿って相互に隣接し、かつ相互に対して９０°異なる回転角度で配置された２つの発電レシーバの間を接続して設けられていることを特徴とする太陽光発電モジュール。
【請求項２】
前記配線は、前記メッシュを構成する前記直線に沿って対向または隣接した正極と負極の間を接続していることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項３】
前記複数の発電レシーバはそれぞれ、前記発電レシーバを前記支持板に固定するための１対の固定部を有し、
前記配線によって接続された隣接する発電レシーバにおいて、それぞれの前記１対の固定部を結ぶ直線が、相互に９０°異なる回転角度をとっていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
前記支持板は矩形の外形を有し、前記１対の固定部を結ぶ直線は、前記支持板の矩形の辺に対して４５°回転していることを特徴とする請求項３に記載の発電モジュール。
【請求項５】
前記複数の発電レシーバはそれぞれ、前記正極および負極の配置を示す目印部を有し、
前記支持板上において矩形の頂点をなして隣接する４つの発電レシーバの前記目印部は、それぞれ９０°ずつ異なる回転角度をとっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項６】
前記配線は、導体線の外周を絶縁性無機フィラーを含有する絶縁性樹脂組成物に被覆された絶縁電線よりなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電モジュールに関するものであり、さらに詳しくは、複数の太陽光発電レシーバを有してなる太陽光発電モジュールに関するものである。
関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１等に開示されるように、集光レンズを用いて発電レシーバの受光面に太陽光を集光して発電を行う集光型太陽光発電モジュールが公知である。このような太陽光発電モジュールにおいて、発電レシーバの出力電圧は、発電レシーバの具体的な構成にもよるが、典型的には０．５〜３．５Ｖ程度である。この程度の出力電圧では、外部回路へと取り出すには不十分であり、しばしば、太陽光発電モジュールの内部で、複数の発電レシーバが直列接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０１１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽光発電を行う発電レシーバから電流を引き出す電極は、正極と負極の極性を有するので、上記のように、太陽光発電モジュールに複数の発電レシーバを設け、それらを直列接続する場合には、２つの発電レシーバの間で、正しく正極と負極の間に接続を形成する必要がある。もし相互に接続すべき正極と負極が近接した位置に存在しなければ、近接していない正極と負極の間で接続を行わざるをえず、太陽光発電モジュール内部での配線の総長が長くなり、内部抵抗損失が大きくなってしまう。すると、太陽光発電モジュール全体としての出力電圧が低くなってしまい、所望の出力電圧が得られない可能性が生じる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、発電レシーバを複数備えた太陽光発電モジュールにおいて、発電レシーバ間を短距離で直列接続することができる太陽光発電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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる太陽光発電モジュールは、支持板と、太陽光発電素子と、前記太陽光発電素子によって得られる電流を取り出し可能な１対の正極および１対の負極と、を有し、前記１対の正極を結ぶ直線と前記１対の負極を結ぶ直線が相互に十字状に交差してなり、前記支持板上において、複数の直線が交差してなる仮想的なメッシュの交点上に配置された複数の発電レシーバと、前記複数の発電レシーバを直列接続する配線と、を有し、前記配線は、前記メッシュを構成する前記直線に沿って相互に隣接し、かつ相互に対して９０°異なる回転角度で配置された２つの発電レシーバの間を接続して設けられていることを要旨とする。
【０００７】
ここで、前記配線は、前記メッシュを構成する前記直線に沿って対向または隣接した正極と負極の間を接続していることが好ましい。
【０００８】
さらに、前記複数の発電レシーバはそれぞれ、前記発電レシーバを前記支持板に固定するための１対の固定部を有し、前記配線によって接続された隣接する発電レシーバにおいて、それぞれの前記１対の固定部を結ぶ直線が、相互に９０°異なる回転角度をとっているとよい。この場合に、前記支持板は矩形の外形を有し、前記１対の固定部を結ぶ直線は、前記支持板の矩形の辺に対して４５°回転していることが好ましい。
【０００９】
あるいは、前記複数の発電レシーバはそれぞれ、前記正極および負極の配置を示す目印部を有し、前記支持板上において矩形の頂点をなして隣接する４つの発電レシーバの前記目印部は、それぞれ９０°ずつ異なる回転角度をとっているとよい。
【００１０】
また、前記配線は、導体線の外周を絶縁性無機フィラーを含有する絶縁性樹脂組成物に被覆された絶縁電線よりなるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記太陽光発電モジュールにおいては、隣接する発電レシーバ間で配線を行いながら、全体として直列接続を形成することで、発電モジュール内での配線の総長を短く抑えることができる。また、１対の正極と１対の負極が十字状に相互に交差した構成を有する発電レシーバを用いて、２つの発電レシーバを９０°異なる回転角度で配置した状態で隣接させてメッシュ上に配置していることで、それら隣接する発電レシーバの正極と負極が、メッシュを構成する直線に沿って対向または隣接する位置に配置されることになる。このような対向または隣接する正極と負極の間に配線を設けることで、発電モジュール内での配線の総長を特に短くすることができる。これにより、発電レシーバの内部抵抗損失が低減され、高い出力電圧を外部回路に取り出すことができる。
【００１２】
ここで、配線が、メッシュを構成する直線に沿って対向または隣接した正極と負極の間を接続している場合には、効果的に太陽光発電モジュール内部での配線の総長を短くし、内部抵抗損失を低減することができる。
【００１３】
さらに、複数の発電レシーバがそれぞれ、発電レシーバを支持板に固定するための１対の固定部を有し、配線によって接続された隣接する発電レシーバにおいて、それぞれの１対の固定部を結ぶ直線が、相互に９０°異なる回転角度をとっている場合には、自動的に、隣接する発電レシーバの正極と負極がメッシュを構成する直線に沿って対向または隣接する位置に配置された状態となっている。固定部を目印として、そのように発電レシーバを配置していけば、発電レシーバの配置および電気接続の工程におけるミスを低減することができる。
【００１４】
この場合に、支持板が矩形の外形を有し、発電モジュールの１対の固定部を結ぶ直線が、支持板の矩形の辺に対して４５°回転していれば、太陽光の照射による熱膨張等の影響で、支持板が変形を受けた場合に、その影響が各発電レシーバに、異方的な影響として伝達されにくくなり、発電効率に影響を及ぼしにくくなる。特に、集光光学系を備え、各発電レシーバに太陽光が集光される集光型太陽光発電モジュールの場合には、支持板や光学系に熱による変形が生じたとしても、発電レシーバに集光される太陽光の光軸にずれが生じにくく、高い発電効率を維持することができる。
【００１５】
あるいは、複数の発電レシーバがそれぞれ、正極および負極の配置を示す目印部を有し、支持板上において矩形の頂点をなして隣接する４つの発電レシーバの目印部が、それぞれ９０°ずつ異なる回転角度をとっている場合にも、それら４つの発電レシーバにおいて、自動的に、発電レシーバの正極と負極がメッシュを構成する直線に沿って対向または隣接する位置に配置された状態となる。目印部を基準として、そのような配置を形成していけば、発電レシーバの配置および電気接続の工程におけるミスを低減することができる。
【００１６】
また、配線が、導体線の外周を絶縁性無機フィラーを含有する絶縁性樹脂組成物に被覆された絶電電線よりなる場合には、フィラーが高い耐熱性を有するため、配線が太陽光の照射によって加熱を受けても、電気特性の変化や変形を起こしにくい。特に、上記のような太陽光発電モジュールにおいては、内部抵抗損失を低減することを目的として、各発電レシーバの間を結ぶ配線が短くなっているので、配線の加熱が太陽光発電モジュール全体の電気的特性に大きな影響を及ぼす可能性があるが、配線を構成する絶縁電線が高い耐熱性を有することで、そのような影響を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる太陽光発電モジュールを構成する発電レシーバの一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は簡略化した上面図である。
【図２】太陽光発電モジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】直線部における発電レシーバの配置と接続を示す模式図であり、（ａ）は対向部配線による接続、（ｂ）は隣接部配線による接続を示している。
【図４】折り返し部における発電レシーバの配置と接続を示す模式図である。
【図５】２×２サブマトリクスの配置と接続を示す模式図であり、（ａ）〜（ｆ）は可能な配置をそれぞれ示すものである。
【図６】本発明の一実施形態における発電レシーバの配置と配線の一例を示す模式図である。
【図７】発電レシーバの配置と配線を示す簡略図であり、（ａ）は図６の本発明の一実施形態に対応するもの、（ｂ）は、本発明の実施形態とは異なるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態にかかる太陽光発電モジュール（以下単に、「発電モジュール」と称する場合がある）について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
＜太陽光発電モジュールの概略＞
図２に、太陽光発電モジュール１の概要を示す。発電モジュール１は、複数の集光レンズ（一次光学系）３と発電レシーバ１０が、矩形の支持板２上にマトリクス状に配置されてなる。なお、発電モジュール１においては、昆虫や雨滴の侵入を避けるために外周部に壁面部材が設けられ、発電レシーバ１０が集光レンズ３および支持板２と壁面部材によって形成された筐体に収容されてもよいが、図２では壁面部材を除いて示している。
【００２０】
発電レシーバ１０の構成の詳細については、詳述するが、半導体よりなる太陽光発電素子（太陽電池セル）１２を主要部材として備え、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する。図２では、見やすいように、各発電レシーバ１０を、太陽光発電素子１２と外形を規定する枠部材２０のみによって示している。後述するように、複数の発電レシーバ１０は、配線（図２では不図示）によって相互に直列接続されており、外部回路に直流を出力する。得られた直流は、適宜交流に変換され、商用電源等として、利用に供される。
【００２１】
集光レンズ３は、一次光学系とも称され、発電レシーバ１０に太陽光を集光する。集光レンズ３としては、高い集光特性と軽量性が両立されるという点において、フレネルレンズが好適に使用される。発電レシーバ１０は、太陽光発電素子１２の表面（受光面）の中心が集光レンズ３の焦点位置となるように、かつ表面が集光レンズ３の光軸に垂直になるように配置されており、太陽光が集光レンズ３の光軸（回転対称軸）に平行に入射されると、太陽光発電素子１２の表面上の焦点位置にスポット状に集光され、高い電流密度で発電が行われる。
【００２２】
発電モジュール１は、太陽追尾架台（不図示）を介して、地盤に固定される。太陽追尾架台は、発電モジュール１の回転姿勢を変化させることで、太陽の天球上での移動に追随して、発電モジュール１の受光面を太陽光の入射方向に略垂直に向ける。これにより、太陽が天球上で移動しても、発電レシーバ１０（の太陽光発電素子１２）に、常に集光レンズ３によって集光された太陽光が垂直に入射され、高い発電効率を継続的に得ることができる。
【００２３】
＜発電レシーバの構成＞
次に、発電モジュール１を構成する発電レシーバ１０の構成について説明する。本発電レシーバ１０は、底板１８の構成を除き、例えば上記特許文献１に開示されているような、公知の発電レシーバと同様の構成を有する。図１（ａ）に、発電レシーバ１０の一例を、枠部材２０を除いて示す。
【００２４】
発電レシーバ１０においては、太陽光発電素子１２をはじめとする発電に用いられる各構成部材が、略正方形の平板状の底板１８上に設けられている。つまり、底板１８の上に、接着層１７ｃを介して、下部電極１１（例えばアノード）が設けられている。そして、下部電極１１に接して、太陽光発電素子１２が設けられている。さらに、太陽光発電素子１２を挟んで下部電極１１と対向して、上部電極１３（例えばカソード）が設けられている。上部電極１３の上方、つまり上部電極１３と集光レンズ３の間には、ホモジナイザ（二次光学系）１４が設けられている。ホモジナイザ１４は、ナトリウム含有ガラス等の光透過部材よりなる略錐台状の部材であり、集光レンズ３により集光された太陽光を太陽光発電素子１２の表面に均一に導く役割を果たす。ホモジナイザ１４の周囲には、必要に応じて、反射防止膜や、保護膜、透過防止膜等、各種の膜部材を設けられる。
【００２５】
上部電極１３には、１対の第一リード電極（例えば負極）１５ａ，１５ｂが、上部電極１３と一体または別体に形成され、電気的に接続されている。１対の第一リード電極１５ａ，１５ｂは、太陽光発電素子１２に重畳して設けられた上部電極１３を挟んで、対向した部位に設けられ、対向する方向に底板１８から突出している。また、下部電極１１には、１対の第二リード電極（例えば正極）１６ａ，１６ｂが、下部電極１１と一体または別体に形成され、電気的に接続されている。１対の第二リード電極１６ａ，１６ｂは、太陽光発電素子１２に重畳して設けられた下部電極１１を挟んで、対向した部位に設けられ、対向する方向に底板１８から突出している。１対の第一リード電極１５ａ，１５ｂを結ぶ直線と、１対の第二リード電極１６ａ，１６ｂを結ぶ直線は、太陽光発電素子１２が設けられた位置において、十字状に交差しており、第一リード電極１５ａ，１５ｂと第二リード電極１６ａ，１６ｂが９０°ずつ異なる方向に突出している。ここでは、第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂは、底板１８の略正方形の各辺に垂直に突出している。第一リード電極１５ａ，１５ｂの任意の一方と、第二リード電極１６ａ，１６ｂの任意の一方に電気配線を接続することで、太陽光発電素子１２において得られた電流を、発電レシーバ１０の外部に取り出すことができる。なお、これら第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂの配置方向をはじめ、発電レシーバ１０の構成や配置において表示する角度は、発電レシーバ１０の製造や配置において生じる公差を含んで規定されるものとする。具体的には、角度の公差は、最大で±２°程度である。
【００２６】
ホモジナイザ１４の下部および、太陽光発電素子１２、上部電極１３、下部電極１１、そして第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂの一部は、封止樹脂１７ａに覆われて埋設されている。さらに、封止樹脂１７ａの表面は、水分の透過を抑制するコート層１７ｂによって被覆されている。
【００２７】
本発電レシーバ１０においては、底板１８上に、貫通孔よりなり、発電レシーバ１０を支持板２に固定するための固定部として機能する、１対の取付孔１８ａ，１８ｂと、第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂの突出方向を示す目印部として機能する１つの切欠き１８ｃと、を有する。図１（ｂ）の上面図に、取付孔１８ａ，１８ｂおよび切欠き１８ｃと、第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂとの関係を簡略化して示す。なお、第一リード電極１５ａ，１５ｂおよび第二リード電極１６ａ，１６ｂの極性は、上部電極１３および下部電極１１の極性（アノード／カソード）によって決まるが、以下では、第一リード電極１５ａ，１５ｂを負極（−）、第二リード電極１６ａ，１６ｂを正極（＋）として説明を行う。
【００２８】
具体的には、１対の取付孔１８ａ，１８ｂは、太陽光発電素子１２が設けられた位置を挟んで対称に対向する位置に形成されている。ここでは、取付孔１８ａ，１８ｂは、略正方形の底板１８の対角線上に、太陽光発電素子１２の位置を挟んで対向する位置に形成されている。底板１８の対角線としては、相互に直交する２つの対角線が存在するが、ここでは、図１（ｂ）のように、１対の負極１５ａ，１５ｂが左右方向、１対の正極１６ａ，１６ｂが上下方向に突出するように発電レシーバ１０を配置した状態で、右上と左下に配置される頂点を結ぶ方の対角線上に、取付孔１８ａ，１８ｂを配置している。取付孔１８ａ，１８ｂにねじ部材を挿通し、支持板２上に設けたタップ穴に嵌め込むことで、発電レシーバ１０を支持板２に固定することができる。また、切欠き１８ｃは、底板１８の略正方形の頂点のうち１つを切り落とした形状として形成されている。ここでは、取付孔１８ａ，１８ｂが近傍に形成されていない２つの頂点のうちの１つである、右下の頂点を切り落として、切欠き１８ｃを形成している。外見上、１対の負極１５ａ，１５ｂと１対の正極１６ａ，１６ｂが酷似しており、外見から両者を識別することが困難である場合にも、これら取付孔１８ａ，１８ｂおよび切欠き１８ｃとの位置関係において、負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂを区別することができる。つまり、図１（ｂ）のように、右上と左下に取付孔１８ａ，１８ｂが配置され、右下に切欠き１８ｃが配置されるようにして発電レシーバ１０を上面から見た状態で、左右に突出するのが負極１５ａ，１５ｂであり、上下に突出するのが正極１６ａ，１６ｂであるというように、リード電極の極性を判定することができる。また、１対の負極１５ａ，１５ｂおよび正極１６ａ，１６ｂは、それぞれ電気接続上は等価であるものの、切欠き１８ｃの存在により、配置の上で区別することができ、以下の説明において、上記のように配置した状態で、右方に突出する負極を第一負極１５ａ、左方に突出する負極を第二負極１５ｂ、上方に突出する正極を第一正極１６ａ、下方に突出する正極を第二正極１６ｂと称する場合がある。
【００２９】
＜発電レシーバの配置と配線＞
次に、上記のような発電レシーバ１０を複数用いて発電モジュール１を構築するに際し、支持板２上に発電レシーバ１０を配置し、それらを相互に配線する構成について説明する。
【００３０】
（１）取付孔を目印とする場合
支持板２上には、矩形の支持板２の辺に平行に等間隔で設けられた複数の直線が交差してなる、仮想的なメッシュ（グリッド）が設定される。そして、そのメッシュの各交点上に、発電レシーバ１０が配置される。つまり、メッシュを構成する軸ａおよび軸ｂに沿って、等間隔に複数の発電レシーバ１０が配置される。そして、隣接して配置された発電レシーバ１０の間に接続を形成しながら、全発電レシーバ１０を直列接続するように、配線が構築される。
【００３１】
この際、発電レシーバ１０は、底板１８の辺が軸ａおよび軸ｂに略平行になるように配置される。そして、配線によって相互に電気的に接続されるべき隣接する２つの発電レシーバ１０において、それぞれの１対の取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が、相互に９０°回転した状態となるように、発電レシーバ１０の回転角度が定められる。ここで、９０°回転しているとは、回転方向を指定するものではなく、＋９０°と−９０°の両方を含むものとする。
【００３２】
例えば、図３（ａ），（ｂ）に、直線的に複数の発電レシーバ１０が接続される場合の発電レシーバ１０の配置形態を示す。ここでは、第一発電レシーバ１０ａの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が右上から左下に配置されているのに対し、第一発電レシーバ１０ａに隣接する第二発電レシーバ１０ｂの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線は、９０°回転した方向である右下から左上に配置されている。さらに、その第二発電レシーバ１０ｂに隣接する第三発電レシーバ１０ｃにおいては、取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線は、第二発電レシーバ１０ｂの場合から９０°回転した方向である右上から左下に配置されている。
【００３３】
このように第一〜第三発電レシーバ１０ａ〜１０ｃを配置することで、第一発電レシーバ１０ａの第二正極１６ｂと、第二発電レシーバ１０ｂの第二負極１５ｂが、メッシュの軸ａに沿って、第一発電レシーバ１０ａと第二発電レシーバ１０ｂの間のギャップを挟んで対向した状態となる。また、第二発電レシーバ１０ｂの第一負極１５ａと、第三発電レシーバ１０ｃの第一正極１６ａとが、同様に軸ａに沿って、第二発電レシーバ１０ｂと第三発電レシーバ１０ｃの間のギャップを挟んで対向した状態となる。第一発電レシーバ１０ａの第二正極１６ｂと第二発電レシーバ１０ｂの第二負極１５ｂの間、そして第二発電レシーバ１０ｂの第一負極１５ａと第三発電レシーバ１０ｃの第一正極１６ａの間を、それぞれ配線３１によって接続することで、第一〜第三発電レシーバ１０ａ〜１０ｃの間に直列接続が形成され、第一発電レシーバ１０ａ→第二発電レシーバ１０ｂ→第三発電レシーバ１０ｃの向きに、電流が流れるようになる。この際、発電レシーバ１０ａ〜１０ｃの相互に対向した電極の間を接続する配線である対向部配線３１は、２つの発電レシーバ１０の負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂの間を接続できる配線のうち、最短となるものである。
【００３４】
図３（ｂ）は、第一〜第三発電レシーバ１０ａ〜１０ｃを図３（ａ）と同様に配置したものであるが、接続に用いている電極が異なる。つまり、相互に軸ａに沿って隣接した位置に突出している第一発電レシーバ１０ａの第二負極１５ｂと第二発電レシーバ１０ｂの第一正極１６ａが、配線３２によって接続されている。また、同様に軸ａに沿って隣接した位置に突出している第二発電レシーバ１０ｂの第二正極１６ｂと第三発電レシーバ１０ｃの第二負極１５ｂが配線３２によって接続されている。これにより、やはり第一〜第三発電レシーバ１０ａ〜１０ｃの間に直列接続が形成されている。電流の向きは、図３（ａ）の場合とは逆に、第三発電レシーバ１０ｃ→第二発電レシーバ１０ｂ→第一発電レシーバ１０ａの方向となっている。この際、発電レシーバ１０ａ〜１０ｃの隣接する電極の間を接続する配線である隣接部配線３２は、２つの発電レシーバ１０の負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂの間を接続できる配線のうち、図３（ａ）で用いられた対向部配線３１に次いで短いものである。
【００３５】
このように、隣接する発電レシーバ１０の取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が相互に９０°回転するように、複数の発電レシーバ１０を直線状に並べることで、対向部配線３１と隣接部配線３２のみを用いて、それらの発電レシーバ１０の間に、直列接続を形成することができる。しかも、対向部配線３１と隣接部配線３２を使い分けることで、電流の向きを選択することができる。
【００３６】
図４に示すように、複数の発電レシーバ１０を折り返し状に接続する場合にも、相互に接続すべき隣接した発電レシーバ１０の取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が相互に９０°回転するように発電レシーバ１０を配置すれば、対向部配線３１と隣接部配線３２のみを用いて直列接続を形成することができる。図４の例では、第一発電レシーバ１０ｄに対して、隣接する第二発電レシーバ１０ｅの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が９０°回転している。そして、第二発電レシーバ１０ｅに、第一発電レシーバ１０ｄとは９０°異なる方向に、第三発電レシーバ１０ｆが隣接しており、第三発電レシーバ１０ｆの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線は、第二発電レシーバ１０ｅの場合から９０°回転している。さらに、第三発電レシーバ１０ｆに、第二発電レシーバ１０ｅとは９０°異なる方向に、第四発電レシーバ１０ｇが隣接しており、第四発電レシーバ１０ｇの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線は、第三発電レシーバ１０ｆの場合から９０°回転している。この状態で、それぞれ相互に対向している、第一発電レシーバ１０ｄの第二正極１６ｂと第二発電レシーバ１０ｅの第二負極１５ｂとの間、第二発電レシーバ１０ｅの第一正極１６ａと第三発電レシーバ１０ｆの第二負極１５ｂの間、第三発電レシーバ１０ｆの第一正極１６ａと第四発電レシーバ１０ｇの第一負極１５ａの間、に、それぞれ対向部配線３１を形成すれば、第一発電レシーバ１０ｄ→第二発電レシーバ１０ｅ→第三発電レシーバ１０ｆ→第四発電レシーバ１０ｇと、折り返し状に電流が流れる直列接続を形成することができる。図示は省略するが、隣接部配線３２を利用すれば、同じ発電レシーバ１０ｄ〜１０ｇの配置を用いて、電流が逆に流れる直列接続を構成することができる。
【００３７】
このように、隣接する接続すべき発電レシーバ１０の間で、１対の取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が９０°回転するように、発電レシーバ１０を配置すれば、図３のような直線構造と図４のような折り返し構造を組み合わせることで、隣接する発電レシーバ１０のみを順次接続していくことで、メッシュに沿ってマトリクス状に並んだ全発電レシーバ１０を直列接続することができる。しかもその直列接続を、短距離の対向部配線３１および隣接部配線３２のみを用いて形成することができる。
【００３８】
例えば、図６および図７（ａ）に、発電レシーバ１０が５×５マトリクスを形成して配置され、直列接続された発電モジュール１を示す。なお、これらの図においては、各発電レシーバ１０を一層簡略化して示している。ここでは、隣接する発電レシーバ１０の間のみで、接続が形成され、全体として、直列接続をなしている。しかも、図６から分かるように、それら隣接して配置され、電気接続されている発電レシーバ１０はいずれも、取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が、相互に対して９０°回転した状態となっている。これにより、各発電レシーバ１０の間を接続する配線は全て、対向部配線３１（図６中白色で表示）または隣接部配線３２（図６中黒色で表示）よりなっている。
【００３９】
この発電モジュール１において、直列接続の端部を外部回路に引き出す引出線３３ａ，３３ｂは、マトリクスの同じ辺（左端の辺）に位置する発電レシーバ１０に接続されている。このように、引出線３３ａ，３３ｂをマトリクスの同じ辺から引き出すようにすることで、外部回路との接続を簡素に行うことができるとともに、外部回路との間の配線を短くすることができ、外部回路と発電モジュール１の間での抵抗損失を小さく抑えることができる。
【００４０】
一方、図７（ｂ）のように、単純に１列ずつ蛇行するように発電レシーバ１０間に接続を形成しながら、マトリクスの同じ辺から引出線３３ａ，３３ｂを引き出そうとする場合には、図中Ａで示したように、隣接していない発電レシーバの間を、長距離で接続する箇所が生じてしまう。すると、発電モジュール１内での抵抗損失が大きくなってしまい、引出線３３ａ，３３ｂを介して得られる出力電圧が低下してしまう。
【００４１】
以上で説明したように、発電モジュール１において、隣接する発電レシーバ１０のみを接続しながら、全発電レシーバ１０を直列接続することで、配線の総長を短くすることができる。特に、隣接し、相互に接続される発電レシーバ１０において、それぞれの取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が相互に９０°異なる回転角度をとるように配置することにより、それらの発電レシーバ１０の負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂが、メッシュの軸ａ，ｂに沿って対向または隣接した状態に配置される。それらの負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂの間を接続することで、短距離での接続が可能な対向部配線３１と隣接部配線３２のみを用いて、全発電レシーバ１０を直列に接続することができる。その結果、配線の総長を短くすることができ、発電モジュール１における内部抵抗を低く抑えることができる。そして、出力電圧を高く維持することができる。
【００４２】
さらに、１対の取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線の回転角度を目印としながら、発電レシーバ１０を支持板２に取り付け、配線を行うことで、取り付けおよび配線のミスを低減することができる。例えば、設計に従って、支持板２上の発電レシーバ１０を取り付ける位置に、所定の回転角度をとるようにタップ穴を１対ずつ形成しておき、隣接する発電レシーバ１０の間で、タップ穴および対応する取付孔１８ａ，１８ｂの回転角度が９０°ずつ異なっていることを確認しながら、ねじ部材を用いて発電レシーバ１０を支持板２に固定していけばよい。そして、隣接する発電レシーバ１０の間に、対向部配線３１または隣接部配線３２を形成していけばよい。
【００４３】
（２）切欠きを目印とする場合
上記では、各発電レシーバ１０の１対の取付孔１８ａ，１８ｂを、支持板２に発電レシーバ１０を固定するための固定部として利用するとともに、発電レシーバ１０の回転角度を決める目印としても利用した。しかし、発電レシーバ１０の回転角度を決める目印として、取付孔１８ａ，１８ｂに代えて、あるいは取付孔１８ａ，１８ｂに加えて、切欠き１８ｃを利用することもできる。以下に、切欠き１８ｃを目印として発電レシーバ１０を配置する場合について説明する。
【００４４】
切欠き１８ｃを目印として発電レシーバ１０をメッシュ上に配置する場合には、矩形の頂点をなして隣接する４つの発電レシーバ１０よりなる２×２サブマトリクスの全てにおいて、切欠き１８ｃの位置が、相互に９０°ずつ異なる回転角度をとるようにすればよい。換言すると、任意に選択した２×２サブマトリクスを構成する４つ全ての発電レシーバ１０の切欠き１８ｃを異なる方向に向けながら、底板１８の辺がメッシュの軸ａ，ｂに平行になるように、全発電レシーバ１０を配置すればよい。なお、ここでは、「９０°ずつ異なる」とは、＋９０°と−９０°を含むものではなく、方向まで規定した状態で、９０°ずつ異なるということである。つまり、２×２サブマトリクスにおいて、１つの発電レシーバ１０の切欠き１８ｃの回転角度を０°とすると、他の３つの発電レシーバ１０の切欠き１８ｃの回転角度は、＋９０°、＋１８０°、＋２７０°から１つずつ選択される。
【００４５】
図５に、可能性のある全ての２×２サブマトリクスを、可能な対向部配線３１および隣接部配線３２とともに示す。ここでは、簡単のため、サブマトリクスの左上の発電レシーバ１０の切欠き１８ｃが左上を向く場合のみを示している。また、各発電レシーバ１０を簡略化して示しており、分かりやすいように、切欠き１８ｃを三角形の部材として表示している。これらを見ると、（ａ），（ｂ），（ｅ），（ｆ）の配置を採用することで、対向部配線３１または隣接部配線３２を用いて、図の左右方向（軸ａ方向）に直列接続を形成することができる。また、（ｂ）〜（ｅ）の配置を採用することで、対向部配線３１または隣接部配線３２を用いて、図の上下方向（軸ｂ方向）に直列接続を形成することができる。さらに、（ｂ）および（ｅ）の配置においては、左右方向および上下方向の両方の配線が可能となっているので、これらの配置を採用することで、対向部配線３１または隣接部配線３２を用いて、任意の方向への折り返し構造を形成することができる。
【００４６】
以上のように、配置（ａ）〜（ｆ）およびそれらを回転させた配置を組み合わせて、全発電レシーバ１０を配置することで、隣接する発電レシーバ１０の間に、対向部配線３１または隣接部配線３２を形成しながら、マトリクスを構成する全発電レシーバ１０を直列接続することが可能となる。実際に、対向部配線３１および隣接部配線３２のみによって直列接続が形成された図６の発電モジュール１において、全２×２サブマトリクスについて、三角形で示した切欠き１８ｃが、９０°ずつ異なる配置をとっている。
【００４７】
このように、取付孔１８ａ，１８ｂだけでなく、切欠き１８ｃも、発電レシーバ１０の回転角度を規定する目印として用い、発電レシーバ１０の配置および配線におけるミスの低減に利用することができる。例えば、上記で例示したように、取付孔１８ａ，１８ｂと切欠き１８ｃを目印として併用する場合には、隣接する発電レシーバ１０の間で取付孔１８ａ，１８ｂを結ぶ直線が９０°回転していることを確認するとともに、切欠き１８ｃが２×２サブマトリクスで９０°ずつ回転していることを確認しながら発電レシーバ１０の取り付けを行うことで、発電レシーバ１０の配置のミスを高度に防止することができる。例えば、支持板２に形成したタップ穴の回転角度に誤りがある場合に、切欠き１８ｃを併用して発電レシーバ１０の回転角度を確認することで、その誤りを効果的に発見することができる。一方、取付孔１８ａ，１８ｂのみを目印として用いる場合には、切欠き１８ｃのような目印に特化した部位を底板１８に別途設ける必要がないので、発電レシーバ１０全体の構成を簡素にすることができる。また、切欠き１８ｃのみを目印として用いる場合には、発電レシーバ１０の形状や大きさ等に応じて、取付孔１８ａ，１８ｂのような固定部の構成や数、配置を自由に選択することができる。なお、負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂに、十分な外見上の差がある場合等には、必ずしも取付孔１８ａ，１８ｂや切欠き１８ｃのような目印を用いなくても、負極１５ａ，１５ｂと正極１６ａ，１６ｂの突出方向に基づいて、隣接し、接続される発電レシーバ１０を、相互に対して９０°回転させながら、各発電レシーバ１０を配置することも可能である。
【００４８】
（３）熱影響の回避について
一般に、太陽光発電モジュールにおいては、太陽光の入射を受けて発電を行うため、各構成部材が高温になりやすい。特に、上で説明したような集光レンズ３を有する太陽光発電モジュール１においては、太陽光が集光されて発電レシーバ１０に照射されるので、集光レンズ３や発電レシーバ１０およびそれらの周辺が加熱を受けやすい。これらの部材が過剰に加熱されると、発電特性の低下や、さらには不可逆的な損傷につながってしまうので、加熱の影響を小さくする対策をとることが有用である。
【００４９】
上記において、発電レシーバ１０を支持板２に固定する取付孔１８ａ，１８ｂが、底板１８の対角線上に１対設けられていることで、発電レシーバ１０の回転角度を規定する目印として利用可能となっているとともに、加熱の影響の低減にも効果を有している。つまり、発電レシーバ１０自体や、発電レシーバ１０が固定されている支持板２が加熱の影響を受けたとしても、その影響が発電レシーバ１０の底板１８の辺に沿って異方的に印加されにくく、等方的に分散されやすくなる。特に、上記のように、発電レシーバ１０を配置するメッシュの軸ａ，ｂが底板１８の辺に平行に設けられ、各発電レシーバ１０の底板１８の辺がそのメッシュの軸ａ，ｂと平行になるように配置されることで、取付孔１８ａ，１８ｂが、支持板２の辺に対して４５°回転した位置にあることになる。すると、支持板２が辺に沿って熱変形することで、支持板２自体や、支持板２に固定された集光レンズ３が熱変形を受けたとしても、それらの影響が、発電レシーバ１０に伝播されにくくなっている。特に、集光レンズ３が熱膨張したとしても、発電レシーバ１０（の太陽光発電素子１２）上に集光される太陽光の光軸の方向および集光位置にずれが生じにくくなっている。
【００５０】
発電レシーバ１０や集光レンズ３のみならず、各発電レシーバ１０の間を接続する配線も、加熱の影響を受ける可能性がある。この種の配線は通常、導体線の外周を、絶縁性樹脂組成物よりなる絶縁被覆によって被覆された絶縁電線より構成されるが、この絶縁電線が加熱を受けると、抵抗特性等、絶縁電線の電気的特性が変化する可能性がある。特に、絶縁被覆が加熱を受けると、その絶縁特性が低下し、極端な場合には、絶縁被覆が溶融して漏電が生じる可能性がある。さらに、絶縁電線が加熱を受けた際に、こうした電気的な影響に加えて、絶縁電線が熱変形することで、両端に接続された発電レシーバ１０に張力を及ぼす等、物理的な影響も生じうる。特に、上記のように、隣接する発電レシーバ１０の間を、対向部配線３１や隣接部配線３２のような短距離の配線で接続する場合には、絶縁電線が加熱を受けた際に、電気的、物理的な影響が大きく及ぼされてしまう可能性がある。
【００５１】
こうした絶縁電線の加熱の影響を低減するため、絶縁被覆を構成する絶縁性樹脂組成物には、絶縁性の無機フィラーが含有されていることが望ましい。一般に、無機フィラーは、高い融点と高い耐熱性を有するので、絶縁被覆に混合することで、絶縁被覆全体の耐熱性を高めることができる。この種の無機フィラーとしては、高耐熱性、高熱伝導度、軽量性、入手容易性等の観点から、重金属を含まない酸化物、炭化物、窒化物、炭酸化物、炭窒化物等を用いることが好ましい。特に、アルミナや炭酸カルシウム等、軽金属の酸化物や炭酸化物を用いることが好ましい。十分な耐熱性向上の効果を得るとともに、配線の重量の増大を抑制する観点から、無機フィラーの含有量は、絶縁性樹脂組成物の全質量のうち、１０〜４０質量％の範囲にあることが好ましい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、発電モジュールは、集光レンズや太陽追尾架台を備えるものでなくてもよい。また、マトリクスを構成する全ての発電モジュールを一体に直列接続する必要はなく、一部のみ直列接続する構成や、複数のブロックに分けて直列接続する構成も考えられる。
【符号の説明】
【００５３】
１                （太陽光）発電モジュール
２                支持板
３                集光レンズ
１０              発電レシーバ
１２              太陽光発電素子
１５ａ，１５ｂ    負極（第一リード電極）
１６ａ，１６ｂ    正極（第二リード電極）
１８              底板
１８ａ，１８ｂ    取付孔（固定部）
１８ｃ            切欠き（目印）
３１              対向部配線
３２              隣接部配線
【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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