(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を金属板の一部の領域に接着させてなり、前記太陽電池が接着されていない前記金属板の領域は、第１部分と該第１部分より厚さが薄い第２部分とを有する太陽電池モジュールを建材に設置する方法であって、前記金属板の前記第２部分で前記太陽電池モジュールを前記建材にビス留め固定することを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
【請求項２】
前記第１部分は多重の金属板にて構成されており、前記第２部分は単一の金属板にて構成されている請求項１に記載の太陽電池モジュールの設置方法。
【請求項３】
太陽電池を金属板に接着させた構成を有し、前記金属板が建材にビス留め固定されるようにした太陽電池モジュールにおいて、前記金属板にあって、ビス留め固定される部分が他の部分に比して厚さが薄くなっていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住居に設置される太陽電池モジュール、及び、太陽電池モジュールを架台を用いずに直接建材に設置する太陽電池モジュールの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電変換効果を利用して光エネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギを得る手段として広く行われている。そして、太陽電池の光電変換効率の向上に伴って、多くの個人住宅にも、太陽光発電システムが設けられるようになってきている。
【０００３】
個人住宅用の太陽光発電システムにおいて、金属製の架台に複数の太陽電池モジュールを設置する手法に加えて、架台を設けることなく複数の太陽電池モジュールを直接屋根の建材（野地板）に設置する手法も行われている。複数の太陽電池モジュールを野地板に直接設置する方法では、その外観を屋根と同様にするために、隣合う太陽電池モジュールの各端部を重ね合わせた態様で棟側から軒側に向かって階段状に複数の太陽電池モジュールを設置する、所謂段葺き構造を採用することが多い。この際、隣の太陽電池モジュールとの嵌め合いによって軒側を固定し、棟側は野地板へのビス留めによって固定している。
【０００４】
図７は、このような従来の太陽電池モジュール１０の外観を示す斜視図、図８は、その太陽電池モジュール１０における棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。図７に示す如く、太陽電池モジュール１０は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池１が、例えば鋼板製の金属板２上に接着剤３により接着されて構成されている。この金属板２は、太陽電池１がその一部領域に接着される平板部２ａと、その軒側（水下側）及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第１折り曲げ部２ｂ及び第２折り曲げ部２ｃとを有している。軒側の第１折り曲げ部２ｂは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール１０と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第２折り曲げ部２ｃは、略垂直上方に二重に折り曲げた立ち上がり部２ｄと、この立ち上がり部２ｄに連なって太陽電池１側に延在する水平部２ｅと、この水平部２ｅに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部２ｆとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール１０の棟側係合部２ｆに棟側の太陽電池モジュール１０の第１折り曲げ部２ｂとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール１０を階段状に設置できるようになっている。
【０００５】
ここで、各太陽電池モジュール１０の軒側の固定は、その更に軒側に位置する隣の太陽電池モジュール１０との係合（第１折り曲げ部２ｂと棟側係合部２ｆとの係合）によって行われる。一方、各太陽電池モジュール１０の棟側では、図８に示すように、平板部２ａと水平部２ｅとの鋼板が二重に重なった部分で、固定用ビス６を用いて、太陽電池モジュール１０を裏打ち材４を介して野地板５に支持固定する。裏打ち材４には、断熱機能を有する発泡スチロールを用いることが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の太陽電池モジュール１０では、固定用ビス６にて野地板５への固定を行った際に、裏打ち材４は変形し易く、また、固定部分が鋼板の二重構成となっていて剛性が高いのでビス留めによる応力を十分に吸収できず、ビス留め固定による変位が広い範囲に及ぶので、太陽電池１の辺縁部（図８のＡ部）において、太陽電池１と金属板２（平板部２ａ）との剥離が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、上述したような太陽電池と金属板との剥離が起こる可能性をなくすことができる太陽電池モジュール及びその設置方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る太陽電池モジュールの設置方法は、太陽電池を金属板の一部の領域に接着させてなり、前記太陽電池が接着されていない前記金属板の領域は、第１部分と該第１部分より厚さが薄い第２部分とを有する太陽電池モジュールを建材に設置する方法であって、前記金属板の前記第２部分で前記太陽電池モジュールを前記建材にビス留め固定することを特徴とする。
【０００９】
請求項１の太陽電池モジュールの設置方法にあっては、金属板の第２部分（例えば１枚の部分）で太陽電池モジュールを建材（野地板）にビス留め固定する。ビス留めによる変位はその第２部分近傍で吸収されて太陽電池の接着領域まで及ばず、太陽電池と金属板との剥離が生じない。
【００１０】
請求項２に係る太陽電池モジュールの設置方法は、請求項１において、前記第１部分は多重の金属板にて構成されており、前記第２部分は単一の金属板にて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の太陽電池モジュールの設置方法にあっては、複数の金属板を重ねて第１部分を構成し、第２部分は１枚の金属板にて構成する。よって、極めて簡単に厚さが異なる２つの部分を形成できる。
【００１４】
請求項３に係る太陽電池モジュールは、太陽電池を金属板に接着させた構成を有し、前記金属板が建材にビス留め固定されるようにした太陽電池モジュールにおいて、前記金属板にあって、ビス留め固定される部分が他の部分に比して厚さが薄くなっていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の太陽電池モジュールにあっては、金属板のビス留め固定される部分を他の部分よりも薄くしておく。この結果、太陽電池モジュールを建材（野地板）にビス留め固定した際に、ビス留めによる変位は太陽電池の接着領域まで及ばず、太陽電池と金属板との剥離が生じない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態による太陽電池モジュール１０の外観を示す斜視図、図２は、その太陽電池モジュール１０における棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。図１に示す如く、太陽電池モジュール１０は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池１が、例えば鋼板製の金属板２上に、例えばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate：エチレン・ビニル・アセテート）樹脂からなる接着剤３により接着されて構成されている。この金属板２は、太陽電池１がその一部領域に接着される平板部２ａと、その軒側（水下側）及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第１折り曲げ部２ｂ及び第２折り曲げ部２ｃとを有している。
【００１７】
軒側の第１折り曲げ部２ｂは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール１０と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第２折り曲げ部２ｃは、略垂直上方に折り曲げた立ち上がり部２ｄと、この立ち上がり部２ｄに連なって太陽電池１側に延在する水平部２ｅと、この水平部２ｅに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部２ｆとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール１０の棟側係合部２ｆに棟側の太陽電池モジュール１０の第１折り曲げ部２ｂとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール１０を階段状に設置できるようになっている。
【００１８】
第１実施の形態では、第２折り曲げ部２ｃの立ち上がり部２ｄが、全域において従来例（図７，８参照）のように鋼板の二重構成になっているのではなく、鋼板の二重構成をなす二重立ち上がり部２１ｄと鋼板の一重構成である一重立ち上がり部２２ｄとに分けられており、この二重立ち上がり部２１ｄに連なる部分にのみ水平部２ｅが存在し、この水平部２ｅに連なって従来例と同様の棟側係合部２ｆが形成されている。よって、太陽電池１が接着されない領域の金属板２には、鋼板が二重構成になっている部分（平板部２ａと水平部２ｅとの重なり部分）と、鋼板が一重構成である部分（平板部２ａのみ）とが存在する。この鋼板が二重構成になっている部分には、太陽電池１からの起電力を取り出すための端子箱（図示せず）が設置される。この第１実施の形態では、端子箱が設置される領域のみが二重構成であり、他の領域は全て一重構成である。
【００１９】
このような構成の太陽電池モジュール１０は、断熱性に優れた例えば発泡スチロールからなる裏打ち材４を介して、野地板５上に配置されている。そして、鋼板の一重構成である平板部２ａにおいて、固定用ビス６を用いて、太陽電池モジュール１０を裏打ち材４を介して野地板５に支持固定する。
【００２０】
このようにした場合には、ビス留め固定される金属板２の部分（平板部２ａ）が薄いので、ビス留めによる変位は、そのビス留め部近傍で吸収されることになって、太陽電池１及び金属板２の接着領域にまでは達せず、太陽電池１と金属板２との剥離は生じない。この結果、歩留り良く太陽電池モジュール１０の設置処理を行うことができる。
【００２１】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態による太陽電池モジュール１０の外観を示す斜視図、図４は、その太陽電池モジュール１０における棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。第１実施の形態と同様に、太陽電池モジュール１０は、結晶シリコンまたは非晶質シリコン等の光電変換材料を有する太陽電池１が、例えば鋼板製の金属板２上に、例えばＥＶＡ樹脂からなる接着剤３により接着されて構成されており、この金属板２は、太陽電池１がその一部領域に接着される接着される平板部２ａと、その軒側（水下側）及び棟側に夫々に折り曲げて構成された第１折り曲げ部２ｂ及び第２折り曲げ部２ｃとを有している。
【００２２】
軒側の第１折り曲げ部２ｂは、略垂直下方に折り曲げた後更に所定角度上方に折り曲げた構成をなしており、軒側の太陽電池モジュール１０と係合する軒側係合部として機能する。また、棟側の第２折り曲げ部２ｃは、略垂直上方に二重に折り曲げた立ち上がり部２ｄと、この立ち上がり部２ｄに連なって太陽電池１側に延在する水平部２ｅと、この水平部２ｅに連なり略垂直上方に折り曲げた後更に所定角度下方に折り曲げた棟側係合部２ｆとにて構成されている。そして、軒側の太陽電池モジュール１０の棟側係合部２ｆに棟側の太陽電池モジュール１０の第１折り曲げ部２ｂとを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュール１０を階段状に設置できるようになっている。
【００２３】
第２実施の形態では、立ち上がり部２ｄ及び棟側係合部２ｆの構成は従来例（図７，８参照）と同様であるが、水平部２ｅが部分的に欠損している。よって、太陽電池１が接着されない領域の金属板２には、鋼板が二重構成になっている部分（平板部２ａと水平部２ｅとの重なり部分）と、鋼板が一重構成である部分（平板部２ａのみ）とが存在する。この第２実施の形態では、ビス留め固定される領域のみが一重構成であり、他の領域は二重構成である。
【００２４】
第２実施の形態でも、水平部２ｅが欠損している鋼板の一重構成の部分（平板部２ａ）において、固定用ビス６を用いて、太陽電池モジュール１０を裏打ち材４を介して野地板５に支持固定するようにした場合、第１実施の形態と同様、太陽電池１と金属板２との剥離は生じない。この結果、歩留り良く太陽電池モジュール１０の設置処理を行うことができる。
【００２５】
次に、本発明の効果を検証した実測結果について説明する。厚さが種々異なる複数種の金属板２（鋼板）を使用して、ビス留め部を一重構成とした本発明の太陽電池モジュールと、ビス留め部を二重構成とした従来例の太陽電池モジュールとを作製し、夫々についてビス留めを行った際の歩留りを求めた。その結果を図５に示す。図５では、横軸に使用した金属板２（鋼板）の１枚の厚さ（ｍｍ）、縦軸に歩留り（％）を取って特性を示しており、−●−は一重構成（本発明）の場合、−□−は二重構成（従来例）の場合を表している。
【００２６】
厚さが０．５ｍｍ以下の金属板２（鋼板）を使用する場合には、本発明の効果は明瞭ではないが、それより厚い金属板２（鋼板）を使用する場合には、従来例に比べて本発明では歩留りを大幅に高めることができていることが分かる。
【００２７】
次に、全体の金属板２（鋼板）の厚さが同じである場合に、一重構成と二重構成とでは何れが有利であるかについて考察する。全体の厚さが同一となる一重構成及び二重構成の金属板２（鋼板）を夫々使用して太陽電池モジュールを作製し、夫々についてビス留めを行った際の歩留りを求めた。その結果を図６に示す。、図６では、横軸に金属板２（鋼板）の全体の厚さ（ｍｍ）、縦軸に歩留り（％）を取って特性を示しており、−●−は一重構成の場合、−□−は二重構成の場合を表している。
【００２８】
金属板２（鋼板）の全体の厚さを１ｍｍより大きくした場合には、二重構成の場合の方が一重構成の場合よりも歩留りが高くなっており、太陽電池及び金属板の剥離が発生しにくくなっていることが分かる。
【００２９】
なお、上述した例では、鋼板の一重構成，二重構成の違いにて、厚さが薄い部分と厚さが厚い部分とを金属板２に設けるようにしたが、これとは異なり、１枚状の鋼板であって、予め加工処理によってビス留め部分の厚さを他の部分よりも薄くしておくようにしても良いことは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、太陽電池が接着される金属板に他の部分よりも薄い部分を設けておき、その薄い部分で太陽電池モジュールと建材とをビス留め固定するようにしたので、ビス留めによる変位をその近傍で吸収でき、接着領域まで及ぶことを防いで、太陽電池及び金属板の剥離を防止することが可能となり、歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】第１実施の形態による太陽電池モジュールにおける棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【図３】第２実施の形態による太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図４】第２実施の形態による太陽電池モジュールにおける棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【図５】ビス留め部を一重構成，二重構成とした夫々の太陽電池モジュールの歩留りを示すグラフである。
【図６】ビス留め部の全体の厚さを等しくして一重構成，二重構成とした夫々の太陽電池モジュールの歩留りを示すグラフである。
【図７】従来の太陽電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図８】従来の太陽電池モジュールにおける棟側（水上側）での設置状態を示す部分断面拡大図である。
【符号の説明】
１  太陽電池部
２  金属板
３  接着剤
４  裏打ち材
５  野地板
６  固定用ビス
２ａ  平板部
２ｃ  第２折り曲げ部
２ｅ  水平部
１０  太陽電池モジュール
【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】
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【図８】
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