(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形状の太陽電池モジュールの周囲四方に枠体を形成すると共に該太陽電池モジュールが立てて設置される太陽電池パネルであって、前記太陽電池モジュールは、その周縁に、端縁を包摂するように防水性と、粘着性及び／又は接着性を有するテープが貼着され、さらにそのテープが貼着された端縁に弾性体が被せられると共に、枠体に形成された開口溝に前記太陽電池モジュールの端縁が前記弾性体ごと挿入され、加えて立てて設置される太陽電池モジュールの下端縁が挿入される下枠材の開口溝の内部には、太陽電池モジュールの下端縁に被せられた弾性体とは別体で設けられた弾性材からなるブロックが挿入され、このブロックの上面に前記太陽電池モジュールの下端縁に被せられた弾性体の下面を当接させることにより、該ブロックが太陽電池モジュールを弾性体ごと下方から支持するようにしたことを特徴とする太陽電池パネル。
【請求項２】
枠体は、金属を用いて形成されたものであり、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを複数の透光性の保護部材の間に配したものであって、該保護部材は合成樹脂を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかに記載の太陽電池パネルを用いて形成されていることを特徴とする防音壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲に枠体を形成し、風圧、温度変化、降水等、屋外環境に対する屋外において好適に用いることができる太陽電池パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、周囲に枠体を形成した太陽電池パネルに関しては、数多くの提案がなされてきており、太陽電池モジュールの端縁付近に貫通孔を設けて、ボルト等により枠体に締結したり、太陽電池モジュールの端縁付近に抜け止めを設けて中空部を有する枠体の中空部に挿入し、押縁により抜け防止をすることで太陽電池モジュールと枠体を一体化する方法などが提案されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、締結手段を用いる方法は、締結を行う箇所は太陽電池モジュールの周囲に風圧等に耐えうるだけの数を行う必要があり、数ヶ所で済む場合は稀であり数多くの箇所に締結を行う必要がある。従って多くの手間や長時間を必要とし、効率の悪いものである。更には、枠体に直接締結すると、太陽電池モジュールと枠体との間に温度による線膨張率に大きな開きがある場合に、温度変化により太陽電池モジュールや枠体に歪み等の不具合が生じる恐れがある。
【０００４】
また、抜け止め材についても同様に、抜け止め材を設ける手間や時間を必要とするが、更に抜け止めを取り付けた太陽電池モジュールの枠体の中空部への挿入は、抜け止めが枠体の挿入部に引っかかることがあるために神経を使う作業であり、作業者に負担となると共に、機械化が図りづらい非効率的なものである。また、挿入後に押縁を取り付けるのも手間と時間を要する作業となり、作業の効率を悪化させる原因となる。
【０００５】
本発明は、上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、屋外環境に対する耐久性が高く、且つ製造効率の高い太陽電池パネル及びその太陽電池パネルを用いた防音壁を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は以下のような構成としている。すなわち、四角形状の太陽電池モジュールの周囲四方に枠体を形成すると共に該太陽電池モジュールが立てて設置される太陽電池パネルであって、前記太陽電池モジュールは、その周縁に、端縁を包摂するように防水性と、粘着性及び／又は接着性を有するテープが貼着され、さらにそのテープが貼着された端縁に弾性体が被せられると共に、枠体に形成された開口溝に前記太陽電池モジュールの端縁が前記弾性体ごと挿入され、加えて立てて設置される太陽電池モジュールの下端縁が挿入される下枠材の開口溝の内部には、太陽電池モジュールの下端縁に被せられた弾性体とは別体で設けられた弾性材からなるブロックが挿入され、このブロックの上面に前記太陽電池モジュールの下端縁に被せられた弾性体の下面を当接させることにより、該ブロックが太陽電池モジュールを弾性体ごと下方から支持するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
太陽電池モジュールの端縁に弾性体を取り付け、枠体の開口溝に太陽電池モジュールの端縁を弾性体ごと挿入することで、開口溝内と太陽電池モジュールとの間に挟まれた弾性体の反発力により、締結手段や抜け止め等を使用することなく、太陽電池モジュールは枠体と一体化される。従って作業時に締結や抜け止めを用いる際の手間や時間を省くことができ、製造工程は効率的なものとなる。また太陽電池モジュールが熱により膨張収縮した場合でも枠体や太陽電池モジュールにかかる歪みを弾性体によって吸収でき、また周囲からの振動や風圧による太陽電池モジュールのがたつきを防止できることから、枠体や太陽電池モジュールの変形等の不具合を防ぐことができる。
【０００８】
ここで弾性体は、太陽電池モジュールと開口溝内との間に挟まれて反発力を生じるものであって、天然ゴムやブタジエンスチレンゴム、ネオプレン、ブタジエンアクリロニトリルゴム、クロロプレン重合体、ブチルゴム、エチレンプロピレンターポリマー、ウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、シリコン樹脂、軟質及び硬質塩化ビニール樹脂、エラストマー等の各種合成ゴムや合成樹脂等からなる弾性材やそれらを発泡させたもの等を用いて形成したものであってよい。
【０００９】
また本発明に係わる請求項２に記載の太陽電池パネルは、枠体は、金属を用いて形成されたものであり、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを複数の透光性の保護部材の間に配したものであって、該保護部材は合成樹脂を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明に係わる請求項３に記載の防音壁は、請求項１〜２のいずれかに記載の太陽電池パネルを用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
図１は、本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態を示す説明図であり、太陽電池モジュールの周囲に枠体を形成したものである。太陽電池セル１０１により発電された電流は、導電線１０４により導電され、端子電極１０５に集電される。太陽電池モジュール１０は枠体３により保持されて太陽電池パネル１００とされることで、太陽電池モジュール１０単体で存在する場合よりもはるかに風圧等の外力に対して強靱なものとなされる。
【００１３】
図２及び図３は、本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一形態を示すもので、図２は正面図、図３は端子ボックス周辺を拡大した側面図である。図２に示すように、端子電極１０５の先端には端子ボックス２０が取り付けられ、その端子ボックス２０を介して太陽電池モジュール１０に電力線３０が接続され、電力線３０により太陽電池セル１０１で発電された電流が外部に出力される。端子ボックス２０は、枠体３内部に収納されて雨水等からの保護及び感電防止がなされる。太陽電池モジュール１０は、図３に示すように２枚の保護部材の間に太陽電池セルが配置され、太陽電池セルは２枚の保護部材１０２の間に封止材１０３によって保持されている。
【００１４】
保護部材１０２は、太陽電池セル１０１の少なくとも受光側の一方を透光性の材料を用いて形成すればよく、また両面受光型の太陽電池セルを用いる場合には両方に透光性の材料を用いるのが好ましい。透光性の材料としてはガラス、強化ガラスや、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ等の透明或いは半透明の透光性を有する合成樹脂を用いてよく、それらを単独で用いるか、又は複数を用いて積層物を形成して用いてよい。
【００１５】
封止材１０３としては、太陽電池セル１０１への太陽光の入射を妨げることがなく、太陽電池セルを結露水や水蒸気等から保護できるものであれば特に限定されるものではなく、ウレタン、エポキシ系等の接着剤等を用いてもよいが、コストが比較的低く、熱により容易に封止が可能である透明な接着性合成樹脂が好適に用いられる。透明な接着性合成樹脂としては、エチレン−ビニルアセテート（ＥＶＡ）、透明な変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等を用いてよい。また、封止材１０３を用いることで、太陽電池セル１０１の位置を保持することのみならず、封止材１０３が太陽電池セル１０１と保護部材１０２との間で緩衝材的な役割を果たし、膨張収縮による寸法変化の差異や、外部からの衝撃や風荷重による振動等の外力を吸収し、太陽電池セル１０１を保護することができる。
【００１６】
例えば、枠体３を金属、例えばアルミニウムから形成し、保護部材１０２にガラスを用いた場合には、その線膨張率の差は１．５×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃であり、太陽電池モジュール１０の長さが１ｍであっても、−２０℃から８０℃までの温度変化による寸法変化の差異は１．５ｍｍ程度となりそれ程問題視されることはないが、保護部材１０２に合成樹脂、例えばポリカーボネートを用いた場合には、線膨張率の差は４．６×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃であり、−２０℃から８０℃までの温度変化による寸法変化は４．６ｍｍ程度となり、枠体３と保護部材１０２を締結手段等により固定すると太陽電池モジュールは膨張収縮による寸法変化を吸収できず、歪みが生じたり、断線や出力低下等が発生し、太陽電池パネルとしての性能が損なわれてしまう恐れがある。枠体３と太陽電池モジュール１０を固定せず、本発明の如く弾性体を介して一体化させることで温度変化による膨張収縮を弾性体に吸収させることができる。尚、太陽電池モジュールの四方に設けられた枠体同士は温度変化による寸法変化の差異を考慮する必要がないことから、リベット止め、ボルト止め等の公知の方法を用いて固定してよい。
【００１７】
図４及び図５は本発明に係わる太陽電池パネル１００を形成する一連の流れを示す側面図である。まず、図４に示すように太陽電池モジュール１０の端縁を包摂するように防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料２を取り付ける。防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料２としては、アクリル樹脂やクロロプレンゴム等の防水性を有し、且つ柔軟な合成樹脂を基材とし、いずれか少なくとも一面が粘着及び／又は接着面となされたテープが好適に用いられる。太陽電池モジュールを包摂する側が粘着及び／又は接着面とされていればよいが、両面を粘着及び／又は接着面とし、次に取り付ける弾性材に粘着できるようにしておいてもよい。
【００１８】
防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料２は、太陽電池モジュール１０の端縁のほぼ全周に亘って貼着するのが好ましい。太陽電池モジュール１０の端縁は封止材１０３が露出している場合が多く、封止材１０３が例えばエチレン−ビニルアセテートからなるものであれば、水蒸気や結露水等が封止材１０３に接触する状態が長く続くと、封止材１０３と保護部材１０２との間に水分が侵入して太陽電池セル１０１の悪影響を及ぼしたり、また封止材１０３自体が分解されて太陽電池モジュール１０としての機能が損なわれる恐れがある。防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料を、前記の太陽電池モジュール１０の端縁の全周、すなわち封止材１０３が露出している部分の全てに貼着することで封止材１０３に水分が接触することを防止でき、前記の如き不具合が起こりにくくなる。尚、端子ボックス２０が配置されている部分についても貼着してもよく、端子ボックス２０内部に水分の侵入を防止する充填材が充填されていれば、端子ボックス２０が配置されている部分を避けるように貼着してもよい。
【００１９】
次に図５に示すように、防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料２（以下、材料２とする）が貼着された太陽電池モジュール１０の端縁にａ）に示すように弾性体１を取り付ける。弾性体１は特に限定されるものではないが、本実施形態においては柔軟性を有する合成樹脂から形成されたものを用いている。弾性体１は弾性を有することから、材料２が若干嵩張るものであってもその上から取付けが可能である。その後ｂ）に示すように枠体３の開口溝３１に太陽電池モジュール１０の端縁を弾性体１ごと挿入する。弾性体１は弾性を有することから、開口溝３１が弾性体１の幅より若干狭いものであっても挿入可能であり、また太陽電池モジュール１０の端縁を挿入する際に、抜け止めを用いる場合の如く端部から摺動させて挿入する必要がなく、開口溝３１に向かって直接挿入することが可能であり、挿入後に胴縁を取り付ける必要もなく、挿入に係わる作業は大幅に効率的なものとできる。
【００２０】
枠体３の開口溝３１の内面には凸部３２が設けられ、挿入された弾性体１は、ｃ）に示すように開口溝３１内で太陽電池モジュール１０と凸部３２との間に挟まれて圧縮され、その反発力により太陽電池モジュール１０は枠体３と一体化されて枠体３からの外れや風圧、振動等によりがたつきが生じることが防止できる。また凸部３２を開口溝１３内に設けておくことで、弾性体１や材料２を含めた太陽電池モジュール１０の端縁の厚みにばらつきがあったとしても弾性体１を確実に圧縮し反発力を生じさせることができる。
【００２１】
また、本発明に係わる太陽電池パネル、太陽電池モジュール１０の端縁付近に端子ボックス２０が設けられている場合において、より好適に用いることができる。図６に示すように、太陽電池モジュール１０は厚みが小さいものであり、また太陽電池モジュール１０への取付部を設ける等の都合上、端子ボックス２０の厚みは太陽電池モジュール１０の厚みより大きい場合がほとんどである。開口溝３１の幅を端子ボックス２０が挿入可能となる幅としても、太陽電池モジュール１０と開口溝３１との間に生じる隙間は弾性体１により埋めることができる。従って、端子ボックス２０を挿入する枠体の部位に切欠き等の後加工を施す必要がなく枠体３の強度保持や作業の簡易化を図ることができる。
【００２２】
また、図７に示すように、下枠材３ｂに挿入された太陽電池モジュール１０の端縁の下方に太陽電池モジュール１０を下方から支持するブロック４を設けてもよい。ブロック４を下枠材３ｂの開口溝３１内部に挿入してから太陽電池モジュール１０の端縁を下枠材３ｂの開口溝３１に挿入することで、挿入時や、上枠材３ａの取り付け時に、太陽電池モジュール１０の端縁が下枠材３ｂの開口溝３１の内部に深く入り込みすぎることを防止できる。また、弾性体１の弾性が低下して反発力が弱まった場合にも、ブロック４が太陽電池モジュール１０を下方から支持することで、太陽電池モジュール１０が下方に下がり、上枠材３ａから脱落するのを防止できると共に、下枠材３ｂの内部に溜まった水等から太陽電池モジュール１０の端縁を遠ざけることができる。
【００２３】
ブロック４の材質は、太陽電池モジュールを支持できる程度の強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、長期間の荷重や水分に対する耐久性が高いものが好ましく、天然ゴムやブタジエンスチレンゴム、ネオプレン、ブタジエンアクリロニトリルゴム、クロロプレン重合体、ブチルゴム、エチレンプロピレンターポリマー、ウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、シリコン樹脂、軟質及び硬質塩化ビニール樹脂、エラストマー等の各種合成ゴムや合成樹脂等からなる弾性材を好適に用いることができる。
【００２４】
図８は、本発明に係わる太陽電池パネルを用いて形成した防音壁の一形態を示す説明図である。太陽電池パネル１００が、立設された支柱２００間に差し渡されて複数段に積み重ねられて壁を形成することで、遮音性を有し、且つ太陽光により発電できる防音壁を形成することができる。本発明に係わる太陽電池パネル１００は、枠体３により周囲を保持されていることから、風荷重等の外力に対する強度を持たせることが容易であり、また太陽電池モジュール１０は保護部材１０２や封止材１０３によって遮音性を有するものとされており、道路近傍に壁として設置すれば防音壁として用いることができる。また従来防音機能のみに費やされていたスペースで発電を行うことができ、スペースの有効利用に繋げることができる。太陽電池パネル１００により発電された電力は、下方に設けられた導電ボックス３００内の導電線３１０により外部に出力され、道路周辺設備の電力として使用されたり、電力として売却等をされることとなる。
【００２５】
図９は、本発明に係わる太陽電池パネルを用いて形成した防音壁の、他の実施形態を示す説明図である。立設された支柱２００間に太陽電池パネル１００を差し渡し、その上に吸音性を有する防音パネル１１０を積み重ねて壁を形成することで、遮音性及び吸音性を有し、且つ太陽光により電力を発電する防音壁を形成することができる。尚、本実施形態においては太陽電池パネル１００の上に防音パネル１０１を積み重ねているが、積み重ねる順番及び組み合わせは特に限定されるものではなく、防音パネル１１０の間に太陽電池パネル１００を積み重ねたり、その逆であったり、または透光性を有する遮音パネル等を組み合わせたものであってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
太陽電池モジュールの端縁に弾性体を取り付け、枠体の開口溝に太陽電池モジュールの端縁を弾性体ごと挿入することで、開口溝内と太陽電池モジュールとの間に挟まれた弾性体の反発力により、締結手段や抜け止め等を使用することなく、太陽電池モジュールは枠体と一体化される。従って作業時に締結や抜け止めを用いる際の手間や時間を省くことができ、製造工程は効率的なものとなる。また太陽電池モジュールが熱により膨張収縮した場合でも枠体や太陽電池モジュールにかかる歪みを弾性体によって吸収でき、また周囲からの振動や風圧による太陽電池モジュールのがたつきを防止できることから、枠体や太陽電池モジュールの変形等の不具合を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一形態を示す正面図である。
【図３】本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一形態を示す側面図である。
【図４】本発明に係わる太陽電池モジュールの形成の一連の流れを示す側面図である。
【図５】本発明に係わる太陽電池モジュールの形成の一連の流れを示す側面図である。
【図６】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態を示す正面図である。
【図７】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態を示す正面図である。
【図８】本発明に係わる太陽電池パネルを用いた防音壁の実施の一形態を示す説明図である。
【図９】本発明に係わる太陽電池パネルを用いた防音壁の実施の一形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    弾性体
２    防水性と粘着性及び／又は接着性を有する材料
３    枠体
３１  開口溝
３２  凸部
３ａ  上枠材
３ｂ  下枠材
４    ブロック
１０  太陽電池モジュール
１０１  太陽電池セル
１０２  保護部材
１０３  封止材
１０４  導電線
１０５  端子電極
２０  端子ボックス
３０  電力線
１００  太陽電池パネル
１１０  防音パネル
２００  支柱
３００  導電ボックス
３１０  導電線
【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】
0004176356.tif 000007
【図７】
0004176356.tif 000008
【図８】
0004176356.tif 000009
【図９】
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