JP2012033591A

JP2012033591A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2012033591A
Application number: JP2010170153A
Authority: JP
Inventors: Oshi Hikosaka; 多彦坂
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】この発明の課題は、フレームの強度を低下させることなく、雨水等が溜まるのを防止する太陽電池モジュールを提供することにある。
【解決手段】この発明は、太陽電池パネル１０の周縁部にフレーム２０を取り付けた太陽電池モジュール１であって、前記太陽電池パネル１０のコーナー部に三角形状の切り欠き３０ａが設けられ、前記切り欠き３０ａが設けられた部分は、前記フレーム２０との間に隙間３０が設けられ、前記隙間３０を介して表面部材上の水が排水される。
【選択図】図５

Description

この発明は、太陽電池モジュールに関し、特に、フレームを備える太陽電池モジュールに関するものである。

近年、太陽光を光電変換し電力を取り出す太陽電池モジュールが広く利用されている。図６に示すように、太陽電池モジュール１は、積雪荷重、風圧力等の様々な環境負荷に耐えるために、太陽電池１１を含む太陽電池パネル１０の周縁部にアルミニウム材で形成されたフレーム２０が取り付けられる。

このような太陽電池モジュール１では、表面部材だけでなくフレーム２０によっても強度が確保されるため、太陽電池モジュール１を大型化した際にも表面部材を厚くする必要がなく、重量増加を抑えることができ、取り扱いが容易になる。さらに、表面部材の厚みを薄くすることにより透過する光量を多くして発電効率を向上させることができる利点もある。

上記したフレーム２０には、太陽電池パネル１０の周縁と嵌合する嵌合部が設けられ、太陽電池パネル１０の周縁を嵌合部に嵌め込み、太陽電池パネル１０が取り付けられている。そして、太陽電池パネルとフレームとの固定をより確実にするために、太陽電池パネルの周縁とフレームがシリコーン等のシール材を用いて嵌め込み固定されている。

ところで、上記したフレーム２０と太陽電池パネル１０の表面部材との間には段差があり、降雨後にかかる段差部分に水が溜まる場合がある。太陽電池モジュール１の受光面に水が溜まると、その水が太陽電池パネルの内部に浸入し、品質低下を招く虞がある。そこで、降雨後の表面部材への水溜まりを防止するために、フレームに水抜き用切り欠き部を設けた太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

実開平６−１７２５７号公報

しかしながら、上記した水切り用切り欠き部を有するフレームは、通常の押し出し成型品に加えて、更に、水切り用切り欠き部を形成する必要がある。この切り欠き部を形成するとその分強度は落ちる可能性がある。

また、フレームの突き合わせ部分、すなわち、太陽電池パネルの四隅の部分は、太陽電池パネルの固定に必要なシール材が回り込みにくく、水が溜まりやすい。その結果、フレームの突き合わせ部分から太陽電池パネル内部に水分が浸入し、品質低下の原因になるという虞もあった。

この発明の目的は、上記難点を解消するためになされたものにして、フレームの強度を低下させることなく、雨水等が溜まるのを防止する太陽電池モジュールを提供することにある。

この発明は、太陽電池パネルの周縁部にフレームを取り付けた太陽電池モジュールであって、前記太陽電池パネルの少なくとも１つのコーナー部に切り欠きが設けられ、前記切り欠きが設けられた部分は、前記フレームとの間に隙間が設けられ、前記隙間を介して水が排水されることを特徴とする。

また、前記切り欠きは三角形状にすれば良く、さらに、前記切り欠きの端面に絶縁性被覆を形成するとよい。

この発明によれば、表面部材への水溜まりが抑制された太陽電池モジュールを提供することができる。

この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールを示す平面図である。この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池パネルを示す平面図である。この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールの要部を示し、図１のＣ−Ｃ線断面図である。この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールの要部を示し、図１のＢ−Ｂ線断面図である。この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールの要部を示す斜視図である。従来の太陽電池モジュールを示す平面図である。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。

図１は、この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールを示す平面図である。図１に示すように、この発明にかかる太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０を保護するフレーム２０と、を備えている。フレーム２０は、太陽電池パネル１０の一対の短辺側に沿って設けられる第１フレーム２０ａと太陽電池パネル１０の一対の長辺側に沿って設けられる第２フレーム２０ｂとで構成されている。

第１フレーム２０ａと第２フレーム２０ｂとは、それぞれ長手方向の終点部において互いに連結されており、第１フレーム２０ａと第２フレーム２０ｂとが交互に連結されて構成されるフレーム２０によって太陽電池パネル１０が保護されている。このような太陽電池モジュール１は、設置用の架台（図示せず）等に取り付けられて用いられる。例えば、第１フレーム２０ａの長さは８００ｍｍ程度、第２フレーム２０ｂの長さは１５００ｍｍ〜１６００ｍｍ程度に形成されている。

太陽電池パネル１０は、平面視において略矩形に形成される。太陽電池パネル１０は、図１ないし図５に示すように、複数の太陽電池１１が互いに銅箔等の導電材よりなる配線材１０２により電気的に接続され、透光性を有する表面部材１２と、耐侯性を有する裏面部材１３との間に、耐候性、耐湿性に優れたＥＶＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ、エチレン酢酸ビニル）等の透光性を有する封止材１４により封止されている。

また、配線材１０２により直列に接続された複数の太陽電池１１は…、１単位ユニットであるストリング１１０を構成している。これらストリング１１０、１１０間は接続用配線、いわゆる渡り配線１１１により接続されている。更に、これら太陽電池１１からの出力を外部に引き出すための引き出し線１１２が接続されている。

この太陽電池１１は、例えば、厚みが０．１５ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどで構成される結晶系半導体からなり、１辺が１００ｍｍの略正方形を有するが、これに限るものではなく、他の太陽電池を用いても良い。

この太陽電池１１内には、例えば、ｎ型領域とｐ型領域が形成され、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分でキャリア分離用の電界を形成するための接合部が形成されている。例えば、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した所謂ＨＩＴ（登録商標）構造の太陽電池などが用いられる。

表面部材１２は、太陽電池１１に光を入射させる光透過性の板材であり、例えば、白板ガラス、強化ガラス、熱反射ガラス等のガラス板やポリカーボネート樹脂などの合成樹脂板が用いられる。

裏面部材１３は、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、或いはこれらを積層したものや、アルミニウム箔を間に挟んだＰＥＴフィルムなどが用いられる。

さて、この発明の実施形態においては、太陽電池パネル１０の各コーナー部に、三角形形状の切り欠き３０ａが設けられている。この切り欠き３０ａの大きさは、太陽電池パネル１０の端部に位置する太陽電池１１や渡り配線１１１或いは引き出し線１１２との間の絶縁性を確保してできるだけ大きく形成されている。

尚、切り欠き部３０ａの形状は三角形状に限らず、四角形状以上の多角形或いは半円状であっても良いが、三角形状にすることで製造が容易になる。

この実施形態においては、フレーム２０に嵌め込まれる太陽電池パネルの長さｂが１０ｍｍであり、切り欠き３０ａの一辺の長さ（ａ＋ｂ）が２０ｍｍとしている。尚、電気的絶縁性を考慮すると最大３０ｍｍの大きさの切り欠き３０ａを設けることができる。切り欠き３０ａが大きいほど、太陽電池パネル１０をフレーム２０に嵌め込んだ際にフレーム２０のコーナー部分での隙間３０が大きくなる。その結果、この隙間３０から排水される雨水の量が多くなり、表面部材１２の表面に水が溜まることがより抑制できる。

また、切り欠き３０の大きさにより、太陽電池パネル１０の端部の絶縁性に支障がある場合には、切り欠き３０の端面にエポキシなどの絶縁性樹脂を塗布して被覆することで、絶縁性を確保すればよい。

上記したコーナー部に切り欠き３０ａを設けた太陽電池パネル１０は、周縁部にシール材４０を用いてアルミニウムなどからなるフレーム２０に嵌め込まれる。シール材４０としては、シリコーン樹脂、ブチルゴム、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂を用いることができる。この実施形態では、シリコーン樹脂をシール材４０として用いている。

必要に応じて端子ボックス（図示せず）が、例えば裏面部材１３の表面に設けられる。

図３ないし図５に示すように、フレーム２０を構成する第１フレーム２０ａ及び第２フレーム２０ｂは、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼或いは樹脂等で形成され、押し出し成形等で作成される。これらフレーム２０ａ、２０ｂは、中空構造の本体部２１、本体部２１の上部に位置し、太陽電池パネル１０の周縁部をシリコーン樹脂などのシール材を介して嵌め込む断面コ字状の嵌合部２２を有する。嵌合部２２の下側の保持部を構成する本体部２１の上面部及び壁面にシール材が塗布される。

フレーム２０ａ、フレーム２０ｂのコーナー部には、コーナーピースが圧入される矩形状の取り付け部２７が設けられている。

取り付け部２７に圧入されるコーナーピースは、アルミニウムで形成されている。

フレーム２０ａ、２０ｂ同士の接続は、一方のフレーム２０ｂ（２０ａ）の取り付け部２７にコーナーピースを圧入して、コーナーピース３０を圧入固定する。その後、他方のフレーム２０ａ（２０ｂ）の取り付け部２７にコーナーピースの他方を圧入して、フレーム２０ａ、２０ｂが固定される。

フレーム２０ａ、２０ｂを太陽電池パネル１０に取り付けると、フレーム２０のコーナー部分に太陽電池パネル１０の切り欠き３０ａ及びフレーム２０により形成された隙間３０が形成されることになる。太陽電池モジュール１の表面部材１２上に溜まった水は、太陽電池モジュール１の設置時における傾斜により、コーナー部分に形成された隙間３０から図４の矢印に示すように、排水される。

図１に示すように、この実施形態においては、水が溜まりやすいコーナー部分にそれぞれ切り欠き３０ａによる隙間３０が設けられている。

この実施形態の太陽電池モジュール１の製造につき説明する。フレーム２０ａ、２０ｂの嵌合部２２にそれぞれディスペンサを用いて、シール材４０としてのシリコーン樹脂を塗布する。そして、太陽電池パネル１０の周縁部をそれぞれフレーム２０ａ、２０ｂの嵌合部２２に嵌め込み、フレーム２０ａ、２０ｂを太陽電池パネル１０に取り付ける。

フレーム２０ａ、２０ｂの突合せ部分には、前述したように、シリコーン樹脂が回りこみにくいので、切り欠き３０ａによるフレーム２０との間にシリコーン樹脂は回りこまず、隙間３０を閉塞する虞はない。このため、表面部材１２上から流れる水はシリコーン樹脂などで遮られず、排水される。また、隙間３０から流れ落ちた水が太陽電池パネル１０とフレーム２０との間には、極力入り込まないようにしている。

この実施形態では、図１及び図２に示すように、切り欠き３０は、各コーナー部に形成されている。切り欠き３０は、太陽電池モジュール１を設置した際に、最も下に位置するコーナー部に設ければ、排水の役目は行える。このため、切り欠き３０は、１箇所だけ設けてもよい。しかし、１箇所だけ設けた場合には、その設けたコーナー部分を一番低くなる場所に設置する必要があるので、設置作業等が煩わしくなるという難点がある。

また、１辺に２箇所のコーナー部分に切り欠き３０を設ければ、上下方向を注意すれば、左右の高低さを注意しなくても排水が行えるので、設置作業は簡単になる。さらに、４つのコーナー部分に切り欠き３０を設けると、太陽電池モジュール１を縦、横自在に配置しても排水が行えるので、設置の態様に自由度が出る。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０太陽電池モジュール本体
１１太陽電池
１１０ストリング
１１１渡り配線
１１２引き出し線
２０フレーム
２０ａ第１フレーム
２０ｂ第２フレーム
２１フレーム本体
２２嵌合部
２７取り付け部
３０ａ切り欠き
３０隙間
４０、４０ａシール材

Claims

太陽電池パネルの周縁部にフレームを取り付けた太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池パネルの少なくとも１つのコーナー部に切り欠きが設けられ、前記切り欠きが設けられた部分は、前記フレームとの間に隙間が設けられ、前記隙間を介して水が排水されることを特徴とする太陽電池モジュール。
前記切り欠きは、三角形状であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記切り欠きの端面に絶縁性被覆が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。