(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、
受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、
前記雨水誘導手段は、枠部材上に形成された、開口端が受光面側に臨む切り欠き部で構成されたものであり、
前記切り欠き部は、親水性フィルムで覆われてなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記切り欠き部は、枠部材の隅部に設けられ、
前記切り欠き部の開口端の最大幅は、１ｍｍ超から５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、
受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、
前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、
前記傾斜面は、その全面が親水性フィルムで覆われてなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、
受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、
前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、
前記傾斜面は、受光面の隅部に対応する箇所が親水性フィルムで覆われてな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、太陽電池モジュールに関する。さらに詳しくは、略水平に設置された場合であっても、受光面上に溜まった雨水を速やかに外部に排水することのできる太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールは、一般に、図７に示すように、下から順に、バックカバー３、充填材６、太陽電池セル２、充填材６、フロントカバー１を積層し、その外周縁をアルミニウム製の枠部材５で囲んだ構造となっており、太陽電池セル２の防水は、その両面の充填材６と、枠部材５の取付けに使用されるブチルゴム、発泡ＥＰＤＭまたはシリコーン樹脂等の接着剤４とで図られている。
【０００３】
このような構成の太陽電池モジュールは、通常、建物の屋根上に架台を設置し、この架台上に枠部材を介して取り付けられる。ここで、最大の発電量を得るには、太陽電池モジュールの取付角度を設置地点の緯度に合わせるとよく、日本では取付角度は約２０度から４５度の範囲に設定される。
【０００４】
ところで、建物の屋根には様々な形態があり、住宅などでは寄せ棟や切妻など勾配を有する屋根が多く、このような屋根に太陽電池モジュールを取り付ける場合、太陽電池モジュールの取付角度は屋根の勾配と同じになることから、降雨時、雨水は太陽電池モジュールの受光面上を流れ、降雨後に雨水が受光面上に残るようなことはない。一方、工場の建物や公共用の建物では、屋根勾配のない陸屋根が多いことから、このような陸屋根をそのまま利用して太陽電池モジュールを設置した場合、太陽電池モジュールの取付角度は略水平になり、降雨後も雨水が受光面上に残ることが多い。例えば、フロントカバーから枠部材の上端までの高さがわずか０．７ｍｍであっても、太陽電池モジュールの傾斜方向に約１０ｃｍの長さで雨水が溜まることが確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、降雨後も太陽電池モジュールの受光面上に雨水が残ると、この残った雨水に空気中の塵や埃が付着し、やがて雨水が蒸発すると塵や埃が後に残る。受光面上に残った塵や埃はその後の降雨によってはほとんど洗い流されないため、降雨の度に受光面上に塵や埃が堆積していくことになる。このようにして塵や埃が受光面に堆積していくと、太陽光が次第に遮られることになり、その結果受光量が減って発電量が減少するといった問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するためには受光面から雨水を速やかに排出すればよいが、従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュール内への雨水の浸水を防ぐことについては十分に配慮されているものの、水平もしくは水平に近い角度で設けられた場合における受光面上からの雨水の排水については何ら配慮されていなかった。
【０００７】
そこで上記課題を解決するために本発明は、水平もしくは水平に近い角度で設けられた場合であっても、降雨後に雨水を受光面上から速やかに排出することができ、延いては一定の発電量を保つ太陽電池モジュール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】
上記目的を達成するため本発明に係る太陽電池モジュールは、外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、前記枠部材に備えられ、前記雨水誘導手段は、枠部材上に形成された、開口端が受光面側に臨む切り欠き部で構成されたものであり、前記切り欠き部は、親水性フィルムで覆われてなることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、水平もしくは水平に近い角度で設けられてしまう場合であっても、受光面上に溜まる雨水が、雨水誘導手段により太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。また、受光面上に溜まる雨水が切り欠き部に流れ込み、サイフォンの原理により枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。さらに、切り欠き部に流れ込む雨水が、親水性フィルムにより雨水は吸収されて枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。
【００１０】
上記構成において、前記切り欠き部は、枠部材の隅部に設けられ、前記切り欠き部の開口端の最大幅は、１ｍｍ超から５ｍｍ以下であってもよい。この場合、切り欠き部は、枠部材の隅部に設けられるので、太陽電池モジュールがいずれか一方の対角方向に傾斜したとしても、受光面上に溜まる雨水が最下部に位置する切り欠き部に流れ込み、サイフォンの原理により枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。また、切り欠き部の開口端の最大幅は、１ｍｍ超から５ｍｍ以下であるので、枠部材内への浸水を防ぐとともに、枠部材の捩り強度の低下を防ぐことを可能にし、さらに受光面上に溜まる雨水が排水されることも可能にする。
【００１１】
また、上記目的を達成するため本発明に係る太陽電池モジュールは、外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、前記傾斜面は、その全面が親水性フィルムで覆われてなることを特徴とする。または、上記目的を達成するため本発明に係る太陽電池モジュールは、外周縁が枠部材で囲まれてなる太陽電池モジュールにおいて、受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、前記傾斜面は、受光面の隅部に対応する箇所が親水性フィルムで覆われてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、水平もしくは水平に近い角度で設けられてしまう場合であっても、受光面上に溜まる雨水が、雨水誘導手段により太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。また、傾斜の下方向に向かって流れてくる受光面上に溜まる雨水が、傾斜面で撥水されて枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。
【００１３】
上記構成において、受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、前記傾斜面は、その全面が親水性フィルムで覆われてなる場合、傾斜の下方向に向かって流れてくる受光面上に溜まる雨水が、親水性フィルムにより雨水は吸収されて枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。
【００１４】
上記構成において、受光面上に溜まる雨水を枠部材の外側に誘導する雨水誘導手段が、枠部材に設けられ、前記雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材の表面に連なる傾斜面で構成されたものであり、前記傾斜面は、受光面の隅部に対応する箇所が親水性フィルムで覆われてなる場合、太陽電池モジュールがいずれか一方の対角方向に傾斜したとしても、傾斜の下方向に向かって流れてくる受光面上に溜まる雨水が最下部に位置する傾斜面を覆う親水性フィルムにより雨水は吸収されて枠部材上に導水されるので、太陽電池モジュールの外側に排出されることを可能にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、太陽電池モジュールとして結晶系太陽電池モジュールに本発明を適用した場合を示す。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの分解斜視図である。この太陽電池モジュールは、太陽電池セルを保護するフロントカバー１、充填材６、太陽光を電力に変換する結晶系太陽電池セル２、充填材６および太陽電池セルを保護するバックカバー３が順に積層されてなる太陽電池と、この太陽電池の外周縁を囲むアルミニウム製の枠部材５１とを備えている。太陽電池と枠部材５１とは、接着材４で接着されている。
【００１７】
枠部材５１には、雨水誘導手段として、切り欠き部８１が形成されている。図２に示すように、この切り欠き部８１は枠部材５１の一辺側の両隅部に形成されており、その開口端が受光面側に臨んでいる。切り欠き部８１の形成箇所は、この例に限るものではなく、任意の位置でよいが、枠部材５１の一辺側の両端部とした場合には、仮に太陽電池モジュールが、設置精度上の誤差や枠部材５１の歪み等によっていずれか一方の対角方向に傾斜したとしても、常に少なくとも一方の切り欠き部８１が最下部に位置することになるので、受光面上に溜まった雨水を確実に太陽電池モジュールの外側に排出することができる。
【００１８】
上記切り欠き部８１としては、開口端の最大幅を１ｍｍ超から５ｍｍ以下にすることが望ましく、２〜３ｍｍがより好ましい。開口端の最大幅が２〜３ｍｍであると最も効率よく雨水が排出される。開口端の最大幅が５ｍｍ超であると、枠部材５１の捩じり強度が低下してしまうだけでなく、太陽電池モジュール内に雨水が侵入するといった不具合が生じる。一方、開口端の最大幅が１ｍｍ以下であると、塵や埃が切り欠き部８１に詰まり易くなるため、切り欠き部８１が雨水誘導手段として機能しなくなるといった不具合が生じる。
【００１９】
次に、雨水誘導手段として上記切り欠き部８１を採用した場合の作用について、図３を参照して説明する。なお、図３は、切り欠き部８１部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【００２０】
降雨の際、受光面に降る雨水は傾斜の下方向に流れて、傾斜下部における枠部材５１で塞き止められて溜まる。この溜まった雨水７１は、切り欠き部８１に流れ込む。この切り欠き部８１において、雨水７１はサイフォンの原理により枠部材５１上に導水されて、太陽電池モジュール外に排出される。受光面上に溜まった雨水７１はいったん流れ始めると次々と切り欠き部８１を経て枠部材５１上に導水されるために、降雨後に受光面上に雨水が残ることはない。
【００２１】
また、雨水誘導手段としては、上記した切り欠き部８１に限るものではなく、図４（ａ）に示すように、切り欠き部８１を親水性フィルム８３で覆ったものであってもよい。親水性フィルム８３としては、例えばＴｉＯ2 フィルムが挙げられるが、これに限定されるものではない。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、親水性フィルム８３は、切り欠き部８１の開口幅よりもやや幅狭に形成された短冊状であって、その一端は受光面上に適当な接着剤で接着され、他端は枠部材５１の上面に同様に接着されている。
【００２２】
降雨の際、受光面に降る雨水は傾斜の下方向に流れて、傾斜下部における枠部材５１で塞き止められて溜まる。この溜まった雨水は、切り欠き部８１に流れ込むと同時に親水性フィルムに吸収される。吸収された雨水は、切り欠き部８１におけるサイフォンの原理による導水効果が親水性フィルム８３によってより顕著なものとなることから、切り欠き部８１だけを設けた場合に比べてより速やかに枠部材５１上に導水される。したがって、受光面上に溜まる雨水はいったん吸収され始めると次々に枠部材５１上に導水され、切り欠き部８１だけを形成したよりも、雨溜まりはより早く解消される。
【００２３】
なお、切り欠き部は一辺側に対してのみ図で示しているが、四辺全てにあっても構わない。また、枠部材の両隅部において切り欠き部を形成したが、枠部材の両隅部に限らなくてもよい。
【００２４】
［実施の形態２］
この実施の形態における太陽電池モジュールは、上記実施の形態１のものと雨水誘導手段の構成を除いて同じであるため、同一構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。以下、雨水誘導手段について、図５（ａ）および（ｂ）を参照して詳述する。なお、図５（ａ）は、雨水誘導手段を設けた太陽電池モジュールの正面斜視図であり、図５（ｂ）は、枠部材５部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【００２５】
この実施の形態においては、雨水誘導手段は、受光面の外周縁部に、撥水性を有するものを充填して形成した、受光面の表面から枠部材５の表面に連なる傾斜面で構成されたものである。撥水性を有するものとしては、例えばシリコーン樹脂が挙げられる。すなわち、このシリコーン樹脂を受光面の外周縁部に充填するとともにその表面が、受光面の表面から枠部材５の表面に連なる傾斜面となるように整えることで雨水誘導手段が構成される。
【００２６】
降雨の際、受光面に降る雨水は傾斜方向の下流側に向かって流れ、枠部材５により傾斜面８２を介して一旦塞き止められるが、雨水は直ちに傾斜面８２で撥水されて枠部材５上に導水され、太陽電池モジュールの外側に排出される。これにより降雨時に雨水が受光面上に残ることがない。
【００２７】
上記の例では撥水性を有する傾斜面８２だけで雨水誘導手段を構成したが、これに限らず、実施の形態１で説明した親水性フィルム８３で傾斜面８２を部分的に覆ってもよい。すなわち、図６に示すように、枠部材５の一辺側の両端部近傍に適当な接着剤を用いて短冊状の親水性フィルム８３をそれぞれ貼着する。親水性フィルム８３の長さは傾斜面８２の幅（傾斜方向の長さ）と略等しく（親水性フィルム８３の一端は枠部材５上に適当な接着剤で接着される）設計されている。なお、親水性フィルム８３の貼着箇所は、この例に限るものではなく、任意の位置でよいが、枠部材５の一辺側の両端部近傍とした場合には、仮に太陽電池モジュールが、設置精度上の誤差や枠部材５の歪み等によっていずれか一方の対角方向に傾斜したとしても、常に少なくとも一方の親水性フィルム８３が最下部に位置することになるので、受光面上に溜まった雨水を確実に太陽電池モジュールの外側に排出することができる。
【００２８】
降雨の際、受光面に降る雨水は傾斜の下方向に流れて、傾斜下部における枠部材５で塞き止められて溜まる。太陽電池モジュールがいずれか一方の対角方向に傾斜した時、受光面上に溜まる雨水は最下部に位置する枠部材５の隅部で塞き止められる。受光面の外周縁部に傾斜面８２を形成させることで、この溜まった雨水は、親水性フィルム８３で覆われている傾斜面８２に流れて、親水性フィルム８３に吸収される。吸収された雨水はサイフォンの原理により枠部材５上に導水されて、太陽電池モジュール外に排出される。受光面上に溜まる雨水はいったん吸収され始めると次々に枠部材５上に導水されるため、傾斜面８２を形成させただけよりも、雨溜まりはなくなる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、受光面の外周縁下部の両隅部における傾斜面を親水性フィルムで覆ったが、受光面の外周縁下部の両隅部に限らなくてもよい。
【００３０】
また、本発明は、実施の形態である結晶系太陽電池モジュールに適用するだけではなく、集積型薄膜太陽電池モジュール、採光型太陽電池モジュールその他の形状が異なる太陽電池モジュールでも適用できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、水平もしくは水平に近い角度で設けられてしまうことが多い産業用太陽光発電システムに太陽電池モジュールを用いる時であっても、太陽電池モジュールの強度を損なうことなく、受光面上に溜まる雨水を太陽電池モジュール外に排出させることができるから、降雨後にいつまでも雨水が受光面上に溜まらない。したがって、降雨後に空気中の塵や埃が受光面上に残存した雨水に付着するといったようなことがなくなり、受光面に塵や埃が付着することを防止することができ、延いては発電量の減少を防止することができる。
【００３２】
採光型太陽電池モジュールに本発明を適用する場合は、受光面上の塵や埃などの付着物が除かれるため採光しやすくなり、発電量のみならず美観をも損なわない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す切り欠き部が形成されてなる太陽電池モジュールの分解斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す切り欠き部が形成されてなる太陽電池モジュールの正面斜視図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す切り欠き部が形成されてなる太陽電池モジュールの一部拡大断面図。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態を示す切り欠き部が形成され、その切り欠き部は親水性フィルムで覆われてなる太陽電池モジュールの正面斜視図、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態を示す切り欠き部が形成され、その切り欠き部は親水性フィルムで覆われてなる太陽電池モジュールの一部拡大断面図。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態を示す傾斜面が形成されてなる太陽電池モジュールの正面斜視図、図５（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態を示す傾斜面が形成されてなる太陽電池モジュールの一部拡大断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す傾斜面が形成され、その傾斜面は親水性フィルムで覆われてなる太陽電池モジュールの正面斜視図。
【図７】従来の太陽電池モジュールの一部拡大断面図。
【図８】従来の太陽電池モジュールの分解斜視図。
【符号の説明】
１        フロントカバー
２        太陽電池セル
３        バックカバー
４        接着材
５        アルミニウム製の枠部材
５１      切り欠き部が形成されたアルミニウム製の枠部材
６        充填材
７、７１  雨水
８１      切り欠き部
８２      傾斜面
８３      親水性フィルム
【図１】
0003748370.tif 000002
【図２】
0003748370.tif 000003
【図３】
0003748370.tif 000004
【図４】
0003748370.tif 000005
【図５】
0003748370.tif 000006
【図６】
0003748370.tif 000007
【図７】
0003748370.tif 000008
【図８】
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