(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が主に第１辺、第２辺、第３辺、第４辺、及び第５辺が順次連なった略五角形状に形成された太陽電池モジュールであって、
前記第１辺と前記第２辺との成す角度が略直角であるとともに、前記第２辺と前記第３辺との成す角度、及び前記第５辺と前記第１辺との成す角度が１１０°〜１６０°で、且つ前記第３辺と前記第５辺とが互いに略平行であり、前記第３辺と前記第５辺とが同じ長さであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしまたは第２辺どうしが隣接または対面するように配設して成る太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしの間または第２辺どうしの間に、矩形状の太陽電池モジュールが介在するように配設して成る太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの２つを、一方の太陽電池モジュールの第３辺に他方の太陽電池モジュールの第５辺が隣接するように配設した太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項５】
前記太陽電池モジュール群が屋根の角部に配置させたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池を住宅等の屋根に取り付けることができ、発電を行わせる住宅用太陽光発電システムなどにおいて使用される太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物に配設される太陽電池モジュールの一例について説明する。図５に示すように、太陽電池モジュールは、多数の相互に接続された太陽電池セル３を耐候性に優れたアクリル系やシリコーン系の樹脂、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）等から成る封入材４で封止されており、その受光面側には透光性のガラス基板や樹脂基板で構成されるフロントカバー１が、また裏面側には耐候性に優れたフィルムやガラス等で構成された裏面カバー２がそれぞれ配設されて構成されている。また、図示のように太陽電池モジュールの四方周縁部には枠５が設けられている。この枠５は、アルミニウムなどの金属、樹脂、もしくはゴム等の建材固定方法に合わせた形状・材質のものが使用されるが、特にこれがない構造も知られている。
【０００３】
また、このように構成された太陽電池モジュールは、図６に示すように、住宅の屋根などに取り付けられる。住宅の屋根形状には切妻屋根や寄棟屋根などいくつもの種類があるが、例えば図６（ａ）に示す切妻屋根に対して、矩形型の太陽電池モジュールは配設に適しているが、図６（ｂ）に示すような寄棟屋根には、矩形型の太陽電池モジュールは配設に適さない。つまり、太陽電池モジュールを設置できない部分が多く生じるだけでなく、屋根と太陽電池モジュールの外観が一致せず、美観を損ねるといった問題が生じる。
【０００４】
そこで、図７，図８の（ａ）〜（ｂ）に示すように、三角形、台形、５角形等の平面異形状の太陽電池モジュールを、一般の矩形型の太陽電池モジュールと組合せて屋根と似た外観にするとともに、少しでも多くの太陽電池を屋根に配置できるようにした方法がとられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した太陽電池モジュールは、例えば図７（ａ）に示すように三角形とした場合、主パネルである矩形型の太陽電池モジュールの辺に合わせた大きさにしようとすると、太陽電池の発電面積比が主パネルに対し１：１、または１：０.５にできないといった問題が生じる。
【０００６】
太陽電池モジュールは何枚かを直列に接続して太陽電池アレイを構成し、この太陽電池アレイが何系統かに並列に接続されてパワーコンディショナーに電力を送電する仕組みであるので、例えば図７（ａ）の三角形の太陽電池モジュールの発電面積比が主パネルに対し１：０.３８の面積比しか確保できないとすると、各アレイの発電電圧を均一にしようとした場合、三角形の太陽電池モジュールを各アレイに等枚数ずつ振り分ける必要がある。その結果、結線方法に制限が生じるなどすることにより作業が複雑化したり、現場作業の管理が煩雑となる。これは台形でも５角形の太陽電池モジュールでも同様であるが、台形や５角形では主パネルである太陽電池モジュールと接する辺の長さが、必ずしも同じでなくてもよいので、図７（ｂ）や図８（ａ），（ｂ）に示すように、発電面積比を１：１や１：０.５とすることが可能である。
【０００７】
発電面積比が１：１であれば主パネルと同様に結線が可能であり、発電面積比が１：０.５であれば各アレイに等枚数ずつ振り分けるか、もしくは２枚１組で結線し、それを１パネルとして主パネルと接続する方法が可能となる。
【０００８】
しかしながら、台形の太陽電池モジュールは、図７（ｂ）、図８（ａ）に示すように、縦に台形の太陽電池モジュールを配置すると、屋根の頂部に鋭角の突出部が形成されるため、屋根との一体感が薄れ外観を損なうことになる。また、屋根上で何か作業をするときに鋭角部が存在すれば危険である。また、このようにして形成された空隙部を埋める場合、別途ダミーパネルを製作しなければならない。
【０００９】
一方、横に台形の太陽電池モジュールを配置すると、屋根の頂部に鋭角の突出部は生じないが、図８（ａ）に示すように、軒側に鋭角部は存在する。太陽電池モジュールを製作する場合、太陽電池モジュールの枠における接合部が鋭角であると、わずかな角度のズレで隙間や開口が生じてしまう。これは他の鈍角部よりも接合部分が広いためで、その分、枠の鋭角部の製作精度を他よりも厳しくする必要がある。また、主パネルの左右で形状が異なるので左右２種類の太陽電池モジュールを用意しなくてはならない。
【００１０】
一方、三角形の鋭角部分をカットし５角形とした場合、図８（ｂ）に示すように、５角形モジュール間に三角形のデッドスペースができてしまい、そのままにすると欠損部分のように見え、屋根との一体感が薄れるため外観を損なうことになる。また、この空隙を埋める場合、別途ダミーパネルを作製する必要がある。
【００１１】
そこで本発明は、上述の諸問題に鑑み案出されたものであって、製作が容易で、鋭角突出部が形成されず、発電面積比が自在に選択でき、ダミーモジュールも不要とした設置外観にも優れた住宅用の太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュールは、平面形状が主に第１辺、第２辺、第３辺、第４辺、及び第５辺が順次連なった略五角形状に形成された太陽電池モジュールであって、前記第１辺と前記第２辺との成す角度が略直角であるとともに、前記第２辺と前記第３辺との成す角度、及び前記第５辺と前記第１辺との成す角度が１１０°〜１６０°で、且つ前記第３辺と前記第５辺とが互いに略平行であり、前記第３辺と前記第５辺とが同じ長さであることを特徴とする。
また、本発明の太陽電池モジュールは、平面形状が主に第１辺、第２辺、第３辺、第４辺、及び第５辺が順次連なった略五角形状に形成された太陽電池モジュールであって、前記第１辺と前記第２辺との成す角度が略直角であるとともに、前記第２辺と前記第３辺との成す角度、及び前記第５辺と前記第１辺との成す角度が１１０°〜１６０°で、且つ前記第３辺と前記第５辺とが互いに略平行であり、前記第４辺と前記第５辺との成す角度が略直角であることを特徴とする。
また、本発明の太陽電池モジュールは、前記第１辺と前記第２辺とが異なる長さであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の太陽電池アレイは、上記太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしまたは第２辺どうしが隣接または対面するように配設して成る太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしの間または第２辺どうしの間に、矩形状の太陽電池モジュールが介在するように配設して成る太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、上記太陽電池モジュールの２つを、一方の太陽電池モジュールの第３辺に他方の太陽電池モジュールの第５辺が隣接するように配設した太陽電池モジュール群を備えていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、上記太陽電池モジュール群が屋根の角部に配置させたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態について模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、太陽電池モジュールは、その平面外形は主に第１辺Ｌ１、第２辺Ｌ２、第３辺Ｌ３、第４辺Ｌ４、及び第５辺Ｌ５が順次連なって構成された略五角形状を成し、第１辺Ｌ１と第２辺Ｌ２との成す角度が略直角であり、かつ第２辺Ｌ２と第３辺Ｌ３との成す角度、及び第５辺Ｌ５と第１辺ｌ１との成す角度が１１０°〜１６０°であり、第３辺Ｌ３と第５辺Ｌ５とが互いに略平行を成している。
【００１９】
ここで、第２辺Ｌ２と第３辺Ｌ３との成す角度、及び第５辺Ｌ５と第１辺Ｌ１の成す角度が略１３５°であれば、第３辺Ｌ３と第４辺Ｌ４との成す角度、及び第４辺Ｌ４と第５辺Ｌ５の成す角度が略直角となり、太陽電池モジュールの作製が容易となるので都合がよい。
【００２０】
また、第３辺Ｌ３と第４辺Ｌ４との成す角度、及び第４辺Ｌ４と第５辺Ｌ５の成す角度が略直角であれば、第１辺Ｌ１と第２辺Ｌ２の長さが異なっていても、隣り合う太陽電池モジュールとの間に隙間が生じることはなく、しかも寄せ棟の隅棟の角度と第5辺Ｌ５を平行とした太陽電池モジュールの製作が可能とできるので、屋根への設置外観を最適なものにできる。
【００２１】
また、既に図５にて説明したように、太陽電池モジュールは非単結晶または単結晶のシリコンや化合物半導体等から成る太陽電池素子の複数を直列及び／又は並列に接続されて構成され、その他の構成は例えば図５に示す通りである。
【００２２】
また、図２に示すように、このように構成された太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしまたは第２辺どうしが隣接または対面するように配設した太陽電池モジュール群を備えた太陽電池アレイを屋根等に配設させる。
【００２３】
また、例えば、図２（ｃ）に示すように、この太陽電池アレイは、太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールに対し鏡象の関係にある太陽電池モジュールとを、互いの第１辺どうしの間または第２辺どうしの間に１以上の矩形状の太陽電池モジュールが介在するように配設して成る太陽電池モジュール群を備えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、図２（ａ）（ｂ）に示すように、この太陽電池アレイは、太陽電池モジュールの２つを、一方の太陽電池モジュールの第３辺に他方の太陽電池モジュールの第５辺が隣接するように配設した太陽電池モジュール群を備えたものとしてもよい。
【００２５】
そして、図２（ａ）（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール群を屋根の角部に配置させてもよい。
【００２６】
かくして、本発明の太陽電池モジュール及びそれを多数配設して成る太陽電池アレイによれば、太陽電池モジュールの発電面積を、図３に示すように１：１にしたり、図４に示すように１：０．５にすることが容易となるので、結線が簡単となり、その作業も簡便に行なえる。
【００２７】
また、屋根の頂部（棟側）や底部（軒側）に鋭角部分が形成されないので、屋根面形状との一体感にも優れ外観を損なうことがない。しかも、作業を安全に行なうこともでき、空隙部を埋めるダミーパネルを製作する必要がない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュール及び太陽電池アレイによれば、太陽電池モジュールの外形状が主に第１辺、第２辺、第３辺、第４辺、及び第５辺が順次連なって構成された略五角形状を成し、第１辺と前記第２辺との成す角度が略直角であるとともに、第２辺と前記第３辺との成す角度、及び第５辺と前記第１辺との成す角度が１１０°〜１６０°で、且つ第３辺と第５辺とが互いに平行であるので、このような太陽電池モジュールを補助パネルとして使用し、主パネルとして一般の矩形状太陽電池モジュールを使用すれば、太陽電池モジュールの製作が容易で、太陽電池アレイとした場合に鋭角突出部が形成されず、発電面積比が自在に選択でき、ダミーモジュールを不要とし、しかも寄せ棟の隅棟の角度に平行な太陽電池モジュールの配設が可能な、設置外観にも非常に優れた住宅用の太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの外形を模式的に説明する平面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池アレイの外形を模式的に説明する図であり、（ａ）は三角形状屋根面に太陽電池アレイを設置した場合の様子を示す平面図であり、（ｂ）は台形状屋根面に太陽電池アレイを設置した場合の様子を示す平面図であり、（ｃ）は複数の太陽電池モジュールの配置例を示した平面図である。
【図３】本発明に係る太陽電池アレイの外形を模式的に説明する平面図である。
【図４】本発明に係る太陽電池アレイの外形を模式的に説明する平面図である。
【図５】太陽電池モジュールの構成を模式的に説明する断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来における屋根に設置する太陽電池アレイの一例を説明する斜視図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来における太陽電池アレイの一例を説明する平面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来における太陽電池アレイの一例を説明する平面図である。
【符号の説明】
１：フロントカバー
２：裏面カバー
３：太陽電池セル
４：封入材
５：枠
Ｌ１：第１辺
Ｌ２：第２辺
Ｌ３：第３辺
Ｌ４：第４辺
Ｌ５：第５辺
【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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