JPH0685302A - 太陽電池パネルアレイ - Google Patents
太陽電池パネルアレイInfo
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- JPH0685302A JPH0685302A JP4234694A JP23469492A JPH0685302A JP H0685302 A JPH0685302 A JP H0685302A JP 4234694 A JP4234694 A JP 4234694A JP 23469492 A JP23469492 A JP 23469492A JP H0685302 A JPH0685302 A JP H0685302A
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- cell panel
- roof
- panel array
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- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
- H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
- H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S25/60—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
- F24S25/61—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for fixing to the ground or to building structures
- F24S25/615—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for fixing to the ground or to building structures for fixing to protruding parts of buildings, e.g. to corrugations or to standing seams
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
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- Y02B10/20—Solar thermal
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量で、設置の作業性がよく、設置費用も安
価な、屋根設置型太陽電池パネルアレイを提供すること
を目的とする。 【構成】 屋根の突起物に直接固定可能で、かつ太陽電
池パネルの端部を装着固定することができる複数の固定
フレーム間に、フレーム無しの太陽電池パネルを保持せ
しめたたことを特徴とする。
価な、屋根設置型太陽電池パネルアレイを提供すること
を目的とする。 【構成】 屋根の突起物に直接固定可能で、かつ太陽電
池パネルの端部を装着固定することができる複数の固定
フレーム間に、フレーム無しの太陽電池パネルを保持せ
しめたたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屋根に固定する太陽電
池パネルアレイの構造に関する。
池パネルアレイの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＣＯ2 の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネル
ギーの要求がますます高まっている。また、ＣＯ2 を排
出しない原子力発電も、依然として放射性廃棄物処理の
問題が解決されておらず、より安全性の高いクリーンな
エネルギーが望まれている。
球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネル
ギーの要求がますます高まっている。また、ＣＯ2 を排
出しない原子力発電も、依然として放射性廃棄物処理の
問題が解決されておらず、より安全性の高いクリーンな
エネルギーが望まれている。
【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさと安全性と取
扱い易さから期待が大きい。
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさと安全性と取
扱い易さから期待が大きい。
【０００４】各種太陽電池の中で、多結晶シリコンや非
晶質シリコンや銅インジュウムセレナイドなどの化合物
半導体及び薄膜結晶シリコンなどは、熱心に研究されて
いる。
晶質シリコンや銅インジュウムセレナイドなどの化合物
半導体及び薄膜結晶シリコンなどは、熱心に研究されて
いる。
【０００５】太陽電池の中でも単結晶及び多結晶シリコ
ンウェハー太陽電池モジュールは、衝撃に弱いので厚い
ガラス板でＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマ
ー）を接着剤兼充填材として使用して表面を保護し、ア
ルミニウム材などのフレームで保持している。ガラス基
板上に形成された非晶質シリコン太陽電池も結晶シリコ
ンモジュール同様に、厚いガラス板で表面を保護されて
いる。従来、このような太陽電池モジュールでは平方メ
ートルの面積当たり１３〜１５ｋｇの重量になり、屋根
に設置する場合には、重量が重いために取扱いが容易で
はなく、そればかりでなく、重装な架台を屋根に設置し
た上に太陽電池モジュールを設置する必要があった。こ
のため、設置時期、設置費用、及び架台コストがかかっ
ていた。
ンウェハー太陽電池モジュールは、衝撃に弱いので厚い
ガラス板でＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマ
ー）を接着剤兼充填材として使用して表面を保護し、ア
ルミニウム材などのフレームで保持している。ガラス基
板上に形成された非晶質シリコン太陽電池も結晶シリコ
ンモジュール同様に、厚いガラス板で表面を保護されて
いる。従来、このような太陽電池モジュールでは平方メ
ートルの面積当たり１３〜１５ｋｇの重量になり、屋根
に設置する場合には、重量が重いために取扱いが容易で
はなく、そればかりでなく、重装な架台を屋根に設置し
た上に太陽電池モジュールを設置する必要があった。こ
のため、設置時期、設置費用、及び架台コストがかかっ
ていた。
【０００６】更に太陽電池の中でも、耐候性、耐衝撃
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。金属基板を用いた
太陽電池モジュールは衝撃に強く、単位面積当たりの重
量及び発電電力当たりの重量が極めて軽いという利点を
有しているが、従来は結晶系モジュール同様にアルミフ
レームで端面を保持し、やはり架台に設置する方法が取
られており、金属基板のモジュールの本来の軽量さが活
かされていなかった。
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。金属基板を用いた
太陽電池モジュールは衝撃に強く、単位面積当たりの重
量及び発電電力当たりの重量が極めて軽いという利点を
有しているが、従来は結晶系モジュール同様にアルミフ
レームで端面を保持し、やはり架台に設置する方法が取
られており、金属基板のモジュールの本来の軽量さが活
かされていなかった。
【０００７】従って、軽量で、設置の作業性がよく、設
置費用も安価な、屋根設置型太陽電池モジュールのパネ
ルアレイの開発が強く要望されていた。
置費用も安価な、屋根設置型太陽電池モジュールのパネ
ルアレイの開発が強く要望されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の欠点を解決し、軽量で、設置の作業性がよく、設置費
用も安価な、屋根設置型太陽電池パネルアレイを提供す
ることを目的とする。
の欠点を解決し、軽量で、設置の作業性がよく、設置費
用も安価な、屋根設置型太陽電池パネルアレイを提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、屋根の突起物
に固定可能であり、かつ、太陽電池パネルの端部を装着
可能な固定フレームに、太陽電池パネルを装着保持する
ことにより屋根上に設置したことを特徴とする太陽電池
パネルアレイである。
に固定可能であり、かつ、太陽電池パネルの端部を装着
可能な固定フレームに、太陽電池パネルを装着保持する
ことにより屋根上に設置したことを特徴とする太陽電池
パネルアレイである。
【００１０】
【作用】本発明では、屋根を形成する部材の突起物を利
用して設置でき、同時に複数枚の太陽電池パネルを固定
できる太陽電池パネルアレイの構成にすることによっ
て、軽量な太陽電池パネルアレイを作製でき、屋根への
太陽電池パネルの設置作業が容易になる。
用して設置でき、同時に複数枚の太陽電池パネルを固定
できる太陽電池パネルアレイの構成にすることによっ
て、軽量な太陽電池パネルアレイを作製でき、屋根への
太陽電池パネルの設置作業が容易になる。
【００１１】
【実施態様例】図４は、本発明の太陽電池パネルアレイ
の模式図で、（ａ）は断面図で、（ｂ）と（ｃ）は斜視
図である。図４において、４００は屋根の突起部、４０
１は本発明の太陽電池パネルアレイを構成する複数個の
太陽電池パネルを装着し、屋根の突起部に固定できる固
定フレーム、４０２は太陽電池パネルである。屋根の突
起部４００は屋根を構成する屋根材の一部か、屋根材を
固定するための部材である方が設置強度が十分高くな
る。
の模式図で、（ａ）は断面図で、（ｂ）と（ｃ）は斜視
図である。図４において、４００は屋根の突起部、４０
１は本発明の太陽電池パネルアレイを構成する複数個の
太陽電池パネルを装着し、屋根の突起部に固定できる固
定フレーム、４０２は太陽電池パネルである。屋根の突
起部４００は屋根を構成する屋根材の一部か、屋根材を
固定するための部材である方が設置強度が十分高くな
る。
【００１２】本発明の太陽電池パネルアレイを設置する
屋根は、突起部を有する屋根、特に強度的に強い金属屋
根が好ましい。金属屋根の種類としては、折板、瓦棒、
波板、シーム溶接、などが適している。また、折板とし
ては、ハゼ締め、ボルト締め、はめ込みタイプなどが適
当である。図９は代表的な屋根の形状を示したものであ
る。図９において、（ａ）は折板ハゼ締めタイプ、
（ｂ）は折板ボルト締めタイプ、（ｃ）はシーム溶接タ
イプ、（ｄ）は瓦棒タイプの屋根である。
屋根は、突起部を有する屋根、特に強度的に強い金属屋
根が好ましい。金属屋根の種類としては、折板、瓦棒、
波板、シーム溶接、などが適している。また、折板とし
ては、ハゼ締め、ボルト締め、はめ込みタイプなどが適
当である。図９は代表的な屋根の形状を示したものであ
る。図９において、（ａ）は折板ハゼ締めタイプ、
（ｂ）は折板ボルト締めタイプ、（ｃ）はシーム溶接タ
イプ、（ｄ）は瓦棒タイプの屋根である。
【００１３】本発明は、上記屋根を形成する部材の突起
物、例えば、ハゼ締めタイプのハゼ部あるいはボルト締
めタイプのボルト部に固定可能な形状の固定フレームに
太陽電池パネルを装着した構造の太陽電池パネルアレイ
である。
物、例えば、ハゼ締めタイプのハゼ部あるいはボルト締
めタイプのボルト部に固定可能な形状の固定フレームに
太陽電池パネルを装着した構造の太陽電池パネルアレイ
である。
【００１４】図９の各種の屋根形状に本発明を適用した
ものが、それぞれ図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）である。図５において、５００、５０１、５０
２、および５０３は屋根材、５０４、５０５、５０６、
および５０７は本発明の主構成部分である屋根材の突起
部に固定するための固定フレームであり、５０８は太陽
電池パネルである。
ものが、それぞれ図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）である。図５において、５００、５０１、５０
２、および５０３は屋根材、５０４、５０５、５０６、
および５０７は本発明の主構成部分である屋根材の突起
部に固定するための固定フレームであり、５０８は太陽
電池パネルである。
【００１５】（固定フレーム）本発明では、屋根の突起
物に固定可能であり、かつ、太陽電池パネルの端部を装
着可能な固定フレームを使用する。
物に固定可能であり、かつ、太陽電池パネルの端部を装
着可能な固定フレームを使用する。
【００１６】この固定フレームには、例えば、下方に開
口する屋根の突起物と略同一形状の空間を形成してお
き、この空間に屋根の突起部を嵌合すれば固定フレーム
を屋根に固定することができる。
口する屋根の突起物と略同一形状の空間を形成してお
き、この空間に屋根の突起部を嵌合すれば固定フレーム
を屋根に固定することができる。
【００１７】また、この固定フレームは一体物でも別体
物でもよい。すなわち、屋根の突起部に固定する部分と
太陽電池パネルの端部を装着する部分とを一体に形成し
ても別体にしてもよい。
物でもよい。すなわち、屋根の突起部に固定する部分と
太陽電池パネルの端部を装着する部分とを一体に形成し
ても別体にしてもよい。
【００１８】一体物の場合は、固定フレームの側面に溝
を形成しておき、その溝に太陽電池パネルの端部を挿入
できるようにしておけばよい。
を形成しておき、その溝に太陽電池パネルの端部を挿入
できるようにしておけばよい。
【００１９】また、別体物の場合、屋根への固定のため
の部分とは別に、押さえ部材（蓋状部材）との組合わせ
とすればよい（図２、図３参照）。この場合、太陽電池
パネルの交換が容易になる。
の部分とは別に、押さえ部材（蓋状部材）との組合わせ
とすればよい（図２、図３参照）。この場合、太陽電池
パネルの交換が容易になる。
【００２０】上記固定フレームの材料としては、アルミ
ニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ
鋼材、ガラスファイバー補強プラスチック、カーボンフ
ァイバー等が用いられる。
ニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ
鋼材、ガラスファイバー補強プラスチック、カーボンフ
ァイバー等が用いられる。
【００２１】なお、錆易い部分に関しては塗料などで被
覆しておく方が好ましい。
覆しておく方が好ましい。
【００２２】（太陽電池パネルの固定フレームへの装
着）本発明の主構成部分の固定フレームの屋根部材への
固定と、太陽電池パネルの固定フレームへの装着方法
は、固定フレームの側面に溝を形成した場合は、その溝
に太陽電池パネルの端部を挿入することにより行えばよ
い。また、ネジなどを用いてもよい。
着）本発明の主構成部分の固定フレームの屋根部材への
固定と、太陽電池パネルの固定フレームへの装着方法
は、固定フレームの側面に溝を形成した場合は、その溝
に太陽電池パネルの端部を挿入することにより行えばよ
い。また、ネジなどを用いてもよい。
【００２３】固定フレームが、別体物の場合、すなわ
ち、屋根への固定用の部分と押さえ部材（蓋状部材）と
に分離できる場合には、固定用の部分の上面に太陽電池
パネルの端部を載せ、その上から蓋状部をネジとガスケ
ットなどで締め付けて機械的に装着してもよい（図２、
図３参照）。なお、いずれの場合であっても接着剤ある
いはシーラントを併用することが好ましい。
ち、屋根への固定用の部分と押さえ部材（蓋状部材）と
に分離できる場合には、固定用の部分の上面に太陽電池
パネルの端部を載せ、その上から蓋状部をネジとガスケ
ットなどで締め付けて機械的に装着してもよい（図２、
図３参照）。なお、いずれの場合であっても接着剤ある
いはシーラントを併用することが好ましい。
【００２４】（太陽電池パネルの形状及び設置角度）本
発明に用いる太陽電池は、屋根形状に沿った形状でも、
平坦な形状でも良い。屋根形状に合わせた形状の太陽電
池パネルを用いた場合には、屋根の単位面積当たりの太
陽電池パネルの面積を大きくすることができるので、発
電効率が高くなる利点がある。
発明に用いる太陽電池は、屋根形状に沿った形状でも、
平坦な形状でも良い。屋根形状に合わせた形状の太陽電
池パネルを用いた場合には、屋根の単位面積当たりの太
陽電池パネルの面積を大きくすることができるので、発
電効率が高くなる利点がある。
【００２５】また、設置角度に関しては、屋根に平行で
も、太陽電池の発電効率が最大になるように適度の角度
を持たせて設置しても良い。前者の屋根に平行に設置す
る場合には、後者の角度を持たせて設置させる場合に比
較して、設置作業が、容易でかつ設置のために必要な部
材の量も少ない点が長所である。
も、太陽電池の発電効率が最大になるように適度の角度
を持たせて設置しても良い。前者の屋根に平行に設置す
る場合には、後者の角度を持たせて設置させる場合に比
較して、設置作業が、容易でかつ設置のために必要な部
材の量も少ない点が長所である。
【００２６】図６は太陽電池パネルアレイの設置形態例
を示したもので、（ａ）は平坦な太陽電池パネルを屋根
に平行に設置したもの、（ｂ）は屋根形状に沿った太陽
電池パネルを屋根に平行に設置したもの、（ｃ）は平坦
な太陽電池パネルを屋根に角度を持たせて設置したもの
である。図６において、６０１、６０２、及び６０３は
太陽電池パネルを固定し、屋根材の突起部に固定するた
めの固定フレーム、６０４、６０５及び６０６は太陽電
池パネルである。
を示したもので、（ａ）は平坦な太陽電池パネルを屋根
に平行に設置したもの、（ｂ）は屋根形状に沿った太陽
電池パネルを屋根に平行に設置したもの、（ｃ）は平坦
な太陽電池パネルを屋根に角度を持たせて設置したもの
である。図６において、６０１、６０２、及び６０３は
太陽電池パネルを固定し、屋根材の突起部に固定するた
めの固定フレーム、６０４、６０５及び６０６は太陽電
池パネルである。
【００２７】（屋根への設置手順）本発明の太陽電池の
屋根への設置手順は、予め、本発明の太陽電池パネルア
レイを構成する固定フレームに、表面被覆した太陽電池
パネルを複数枚装着した後に屋根部材の突起部に固定フ
レームを固定するか、屋根部材の突起部に固定フレーム
を固定した後に表面被覆した太陽電池パネルアレイを複
数個装着しても良い。
屋根への設置手順は、予め、本発明の太陽電池パネルア
レイを構成する固定フレームに、表面被覆した太陽電池
パネルを複数枚装着した後に屋根部材の突起部に固定フ
レームを固定するか、屋根部材の突起部に固定フレーム
を固定した後に表面被覆した太陽電池パネルアレイを複
数個装着しても良い。
【００２８】（太陽電池パネルのパネル間の電気接続）
図７の斜視図は、太陽電池パネルのパネル間の電気接続
して直並列する方法の例を示したものである。（ａ）は
太陽電池パネルの電気接続をパネルの裏側で防水コネク
ターなどを使用して行った例で、（ｂ）は電気接続を太
陽電池パネルの表面で行った例である。図７において、
７０１は太陽電池パネルを固定するための固定フレー
ム、７０２は、太陽電池パネル同士をつなぐためのゴム
や金属からなる部材で、７０３と７０５は防水処理が施
されたコネクター、７０４は出力端子とコネクターに接
続されたケーブル、７０６は太陽電池パネル、７０７は
太陽である。７０２のパネルをつなぐための部材は必ず
しも必要ではないが、設けることによって、太陽電池パ
ネルの端部を保護することができる。７０２を使用しな
いことも可能で、太陽電池パネルの端部のみを重ねるこ
とも可能である。
図７の斜視図は、太陽電池パネルのパネル間の電気接続
して直並列する方法の例を示したものである。（ａ）は
太陽電池パネルの電気接続をパネルの裏側で防水コネク
ターなどを使用して行った例で、（ｂ）は電気接続を太
陽電池パネルの表面で行った例である。図７において、
７０１は太陽電池パネルを固定するための固定フレー
ム、７０２は、太陽電池パネル同士をつなぐためのゴム
や金属からなる部材で、７０３と７０５は防水処理が施
されたコネクター、７０４は出力端子とコネクターに接
続されたケーブル、７０６は太陽電池パネル、７０７は
太陽である。７０２のパネルをつなぐための部材は必ず
しも必要ではないが、設けることによって、太陽電池パ
ネルの端部を保護することができる。７０２を使用しな
いことも可能で、太陽電池パネルの端部のみを重ねるこ
とも可能である。
【００２９】パネルとパネルの電気的接続は電流端子ケ
ーブルの配線材を圧着した後、配線材を絶縁と防水を兼
ねた自己融着するブチルゴムなどやシリコンゴムの材料
で被覆する簡便な方法もある。
ーブルの配線材を圧着した後、配線材を絶縁と防水を兼
ねた自己融着するブチルゴムなどやシリコンゴムの材料
で被覆する簡便な方法もある。
【００３０】（太陽電池パネル）太陽電池パネルの端部
の厚みは、固定フレームを軽量にして屋根への荷重負担
を軽減するためにも、５ミリ以下が好ましく、４ミリ以
下がより好ましい。太陽電池パネルの厚みが厚いという
ことは、重量が重くなることであり、そのため、太陽電
池のパネルの荷重に十分耐えられる厚みと幅の固定フレ
ームと、屋根が必要になる。また、本発明の太陽電池パ
ネルアレイの固定フレームは、太陽電池パネルを機械的
に固定するために、破損し易いガラス板などを端部まで
使用した太陽電池パネルは適当でない。
の厚みは、固定フレームを軽量にして屋根への荷重負担
を軽減するためにも、５ミリ以下が好ましく、４ミリ以
下がより好ましい。太陽電池パネルの厚みが厚いという
ことは、重量が重くなることであり、そのため、太陽電
池のパネルの荷重に十分耐えられる厚みと幅の固定フレ
ームと、屋根が必要になる。また、本発明の太陽電池パ
ネルアレイの固定フレームは、太陽電池パネルを機械的
に固定するために、破損し易いガラス板などを端部まで
使用した太陽電池パネルは適当でない。
【００３１】このため、本発明に使用する太陽電池パネ
ルとしては、機械的強度の優れている導電性基体上に、
光電変換部材としての薄膜半導体層を形成した太陽電池
が好ましく、補強材として裏面補強板を有したものがよ
り好ましい。また、少なくとも光入射側の表面層は、耐
候性のある透光性材料で被覆されている。図８（ａ）に
は本発明の太陽電池パネルアレイに用いる太陽電池パネ
ルの概略断面図の一例を示した。太陽電池パネルは少な
くとも一つ以上の光起電力素子によって構成されてい
る。図８（ａ）において、８００は絶縁処理された裏面
補強板、８０１は一つ以上の光起電力素子が直列あるい
は並列に接続されて形成された太陽電池、８０２は表面
を保護するための表面被覆材である。
ルとしては、機械的強度の優れている導電性基体上に、
光電変換部材としての薄膜半導体層を形成した太陽電池
が好ましく、補強材として裏面補強板を有したものがよ
り好ましい。また、少なくとも光入射側の表面層は、耐
候性のある透光性材料で被覆されている。図８（ａ）に
は本発明の太陽電池パネルアレイに用いる太陽電池パネ
ルの概略断面図の一例を示した。太陽電池パネルは少な
くとも一つ以上の光起電力素子によって構成されてい
る。図８（ａ）において、８００は絶縁処理された裏面
補強板、８０１は一つ以上の光起電力素子が直列あるい
は並列に接続されて形成された太陽電池、８０２は表面
を保護するための表面被覆材である。
【００３２】表面保護層８０２は、透光性があり紫外線
やオゾンに安定な耐候性があることが必要であり、フッ
素樹脂フィルム／エチレン−酢酸ビニル共重合体の二重
構造のもの（光入射側はフッ素樹脂フィルム）、シリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂塗料等が挙げられる。
やオゾンに安定な耐候性があることが必要であり、フッ
素樹脂フィルム／エチレン−酢酸ビニル共重合体の二重
構造のもの（光入射側はフッ素樹脂フィルム）、シリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂塗料等が挙げられる。
【００３３】太陽電池パネルの裏面の補強材８００の形
成状としてはフィルムあるいは板状のものを用い、材質
としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金属、カ
ーボンファイバー、ガラスファイバー強化プラスチッ
ク、セラミック、ガラスなどそ用いる。
成状としてはフィルムあるいは板状のものを用い、材質
としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金属、カ
ーボンファイバー、ガラスファイバー強化プラスチッ
ク、セラミック、ガラスなどそ用いる。
【００３４】（光起電力素子）本発明の太陽電池パネル
アレイに使用する太陽電池パネルは、少なくとも一つ以
上の光起電力素子から成り、一例として図８（ｂ）の概
略断面図に示した構成になっている。図８（ｂ）におい
て、８０３は導電性基体、８０４は裏面反射層、８０５
は光電変換部材としての半導体層、８０６は透明導電
層、８０７は集電電極である。８０４の裏面反射層は８
０３の導電性基体で兼ねることもできる。上記導電性基
体８０３としては、ステンレス、アルミニウム、銅、チ
タン、カーボンシート、亜鉛メッキ鋼板、導電層が形成
してあるポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナフ
タライド、エポキシなどの樹脂フィルムやセラミックス
等が挙げられる。
アレイに使用する太陽電池パネルは、少なくとも一つ以
上の光起電力素子から成り、一例として図８（ｂ）の概
略断面図に示した構成になっている。図８（ｂ）におい
て、８０３は導電性基体、８０４は裏面反射層、８０５
は光電変換部材としての半導体層、８０６は透明導電
層、８０７は集電電極である。８０４の裏面反射層は８
０３の導電性基体で兼ねることもできる。上記導電性基
体８０３としては、ステンレス、アルミニウム、銅、チ
タン、カーボンシート、亜鉛メッキ鋼板、導電層が形成
してあるポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナフ
タライド、エポキシなどの樹脂フィルムやセラミックス
等が挙げられる。
【００３５】上記薄膜半導体層８０５としては、非晶質
シリコン、結晶シリコン、銅インジウムセレナイドなど
の化合物半導体が適当である。
シリコン、結晶シリコン、銅インジウムセレナイドなど
の化合物半導体が適当である。
【００３６】非晶質シリコンの場合はシランガスなどの
プラズマＣＶＤにより形成する、多結晶シリコンの場合
は溶融シリコンのシート化あるいは非晶質シリコンの熱
処理により形成する、ＣｕＩｎＳｅ2 ／Ｃｄｓの場合は
電子ビーム蒸着やスパッタリング、電析（電解液の電気
分解による析出）などの方法で、形成する。半導体層の
構成としては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、シャットキー型
接合が用いられる。該半導体層は、少なくとも裏面電極
層８０４と透明導電層８０６にサンドイッチされた構造
になっている。
プラズマＣＶＤにより形成する、多結晶シリコンの場合
は溶融シリコンのシート化あるいは非晶質シリコンの熱
処理により形成する、ＣｕＩｎＳｅ2 ／Ｃｄｓの場合は
電子ビーム蒸着やスパッタリング、電析（電解液の電気
分解による析出）などの方法で、形成する。半導体層の
構成としては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、シャットキー型
接合が用いられる。該半導体層は、少なくとも裏面電極
層８０４と透明導電層８０６にサンドイッチされた構造
になっている。
【００３７】該裏面電極層８０４には、金属層あるいは
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられる。金属層の材質としては、Ｔｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化
物層としてＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，ＳｎＯ2 などが採用され
る。上記金属層および金属酸化物層の形成方法としては
抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法など
がある。
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられる。金属層の材質としては、Ｔｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化
物層としてＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，ＳｎＯ2 などが採用され
る。上記金属層および金属酸化物層の形成方法としては
抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法など
がある。
【００３８】透明導電層８０６に用いる材料としてはＩ
ｎ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ2 −ＳｎＯ2 （ＩＴ
Ｏ），ＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，Ｃｄ2 ＳｎＯ4 ，高濃度不純
物ドープした結晶性半導体層などがあり、形成方法とし
ては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング
法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散などがある。
ｎ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ2 −ＳｎＯ2 （ＩＴ
Ｏ），ＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，Ｃｄ2 ＳｎＯ4 ，高濃度不純
物ドープした結晶性半導体層などがあり、形成方法とし
ては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング
法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散などがある。
【００３９】さらに、透明導電層の上の光起電力によっ
て発生した電流を効率よく集電するための、格子（グリ
ッド）状の集電電極８０７の材料としては、Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ及び銀ペ
ーストなどの導電性ペーストが用いられる。グリッド電
極の形成方法には、マスクパターンを用いたスパッタリ
ング、抵抗加熱、ＣＶＤの蒸着方法、あるいは全面に金
属層を蒸着した後にエッチングしてパターニングする方
法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成す
る方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスク
を形成した後にメッキにより形成する方法、導電性ペー
ストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボ
ンなどをバインダーポリマーと分散させたものが使用さ
れる。上記バインダーポリマーとしては、ポリエステ
ル、エポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテ
ート、ゴム、ウレタン、フェノール、などの樹脂があ
る。
て発生した電流を効率よく集電するための、格子（グリ
ッド）状の集電電極８０７の材料としては、Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ及び銀ペ
ーストなどの導電性ペーストが用いられる。グリッド電
極の形成方法には、マスクパターンを用いたスパッタリ
ング、抵抗加熱、ＣＶＤの蒸着方法、あるいは全面に金
属層を蒸着した後にエッチングしてパターニングする方
法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成す
る方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスク
を形成した後にメッキにより形成する方法、導電性ペー
ストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボ
ンなどをバインダーポリマーと分散させたものが使用さ
れる。上記バインダーポリマーとしては、ポリエステ
ル、エポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテ
ート、ゴム、ウレタン、フェノール、などの樹脂があ
る。
【００４０】グリッド電極で集電した電流を集めて輸送
するためのバスバーの材料としてはスズあるいはハンダ
コーティングした銅、ニッケルなどを用いる。バスバー
のグリッド電極への接続は、導電性接着剤あるいはハン
ダで行う。
するためのバスバーの材料としてはスズあるいはハンダ
コーティングした銅、ニッケルなどを用いる。バスバー
のグリッド電極への接続は、導電性接着剤あるいはハン
ダで行う。
【００４１】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【００４２】（実施例１）析板ハゼ締めタイプの屋根に
本発明を適用した一例に関して詳細に説明する。図１は
析板屋根に固定した太陽電池パネルアレイのハゼ部付近
の概略断面図である。
本発明を適用した一例に関して詳細に説明する。図１は
析板屋根に固定した太陽電池パネルアレイのハゼ部付近
の概略断面図である。
【００４３】太陽電池パネル１０４には、光起電力素子
を、絶縁処理した０．２７ｍｍ厚の亜鉛鋼板上に、接着
剤を介して接着した後、ＥＶＡを接着層として使用しフ
ッ素樹脂フィルムを光入射側表面にラミネートして作製
した、厚み３ｍｍのフレーム無しの太陽電池パネルを使
用した。
を、絶縁処理した０．２７ｍｍ厚の亜鉛鋼板上に、接着
剤を介して接着した後、ＥＶＡを接着層として使用しフ
ッ素樹脂フィルムを光入射側表面にラミネートして作製
した、厚み３ｍｍのフレーム無しの太陽電池パネルを使
用した。
【００４４】なお、光起電力素子は以下の手順で作製し
た、０．１２５ｍｍ厚のステンレス基板上にスパッタ法
によって裏面反射層としてＡｌ／ＺｎＯを形成し、プラ
ズマＣＶＤ法によりｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−Ｓｉ層、
ｐ型微結晶Ｓｉ層、の半導体層を形成し、透明導電層と
してＩｎ2 Ｏ2 をＯ2 雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸
着することによって形成し、銀ペーストをスクリーン印
刷によって集電電極を形成して、アモルファスシリコン
光起電力素子を作製した。
た、０．１２５ｍｍ厚のステンレス基板上にスパッタ法
によって裏面反射層としてＡｌ／ＺｎＯを形成し、プラ
ズマＣＶＤ法によりｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−Ｓｉ層、
ｐ型微結晶Ｓｉ層、の半導体層を形成し、透明導電層と
してＩｎ2 Ｏ2 をＯ2 雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸
着することによって形成し、銀ペーストをスクリーン印
刷によって集電電極を形成して、アモルファスシリコン
光起電力素子を作製した。
【００４５】断面が図１の１０１の形状に加工したアル
マイト処理アルミ製の固定フレーム１０１を複数本平行
に、ボルトネジ１０２によって折り板屋根のハゼ部に固
定した後、上記太陽電池パネル１０４の端部を挿入する
固定フレーム１０１の切り込み溝にシーラント１０５を
注入して、所定の枚数の太陽電池パネルの両端部を挿入
し、ネジ１０３で固定して太陽電池パネルアレイを屋根
に設置した。
マイト処理アルミ製の固定フレーム１０１を複数本平行
に、ボルトネジ１０２によって折り板屋根のハゼ部に固
定した後、上記太陽電池パネル１０４の端部を挿入する
固定フレーム１０１の切り込み溝にシーラント１０５を
注入して、所定の枚数の太陽電池パネルの両端部を挿入
し、ネジ１０３で固定して太陽電池パネルアレイを屋根
に設置した。
【００４６】（実施例２）実施例１で用いた太陽電池パ
ネルを、絶縁塗装された鉄材で、図２の断面構造の固定
フレーム２０１と蓋状の部材２０２とで、析板屋根のハ
ゼ部に設置した。
ネルを、絶縁塗装された鉄材で、図２の断面構造の固定
フレーム２０１と蓋状の部材２０２とで、析板屋根のハ
ゼ部に設置した。
【００４７】設置手順は、まず屋根材への２０１装着部
材をハゼ部にボルトネジ２０３で複数箇所固定した後、
ガスケット２０５を付け、太陽電池パネル２０６の両端
部をガスケット部に挿入し、蓋状の部材である２０２で
太陽電池パネルを押さえてボルトネジ２０４で固定して
太陽電池パネルアレイの設置をした。
材をハゼ部にボルトネジ２０３で複数箇所固定した後、
ガスケット２０５を付け、太陽電池パネル２０６の両端
部をガスケット部に挿入し、蓋状の部材である２０２で
太陽電池パネルを押さえてボルトネジ２０４で固定して
太陽電池パネルアレイの設置をした。
【００４８】（実施例３）実施例１で用いた太陽電池パ
ネルの、表面被覆を透明なセラミック系塗料とフッ素樹
脂塗料の２層でコーティングした、厚み２ｍｍの太陽電
池パネルを使用した。太陽電池パネルを固定して、瓦棒
屋根に固定するための絶縁処理した亜鉛メッキ鋼材のフ
レームは断面形状が図３に示されるものを使用した。太
陽電池パネルアレイの設置手順は以下の通りにした。
ネルの、表面被覆を透明なセラミック系塗料とフッ素樹
脂塗料の２層でコーティングした、厚み２ｍｍの太陽電
池パネルを使用した。太陽電池パネルを固定して、瓦棒
屋根に固定するための絶縁処理した亜鉛メッキ鋼材のフ
レームは断面形状が図３に示されるものを使用した。太
陽電池パネルアレイの設置手順は以下の通りにした。
【００４９】まず、瓦棒屋根に固定するための部材３０
１を３０３のボルトネジで固定した後、太陽電池パネル
の端部両端を３０１の部材の上に載せ、ガスケット３０
５をはめ、太陽電池パネル押さえの部材３０２をかぶせ
てボルトネジで固定した。
１を３０３のボルトネジで固定した後、太陽電池パネル
の端部両端を３０１の部材の上に載せ、ガスケット３０
５をはめ、太陽電池パネル押さえの部材３０２をかぶせ
てボルトネジで固定した。
【００５０】実施例１と２と３から本発明によれば、太
陽電池パネルの固定と屋根材への固定を、屋根材の突起
部に合わせた形状の固定フレームを使用することによっ
て、少ない部材で容易に行うことができることがわか
る。また、太陽電池パネルの固定を実施例２と３のよう
に、太陽電池パネルの端部を機械的に挟んで固定する構
造を採用した場合には、故障した太陽電池パネルの修理
や交換のために取り外すようなメンテナンスが非常に容
易になる。
陽電池パネルの固定と屋根材への固定を、屋根材の突起
部に合わせた形状の固定フレームを使用することによっ
て、少ない部材で容易に行うことができることがわか
る。また、太陽電池パネルの固定を実施例２と３のよう
に、太陽電池パネルの端部を機械的に挟んで固定する構
造を採用した場合には、故障した太陽電池パネルの修理
や交換のために取り外すようなメンテナンスが非常に容
易になる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、フレームのない太陽電
池パネルを、少量、軽量の部材で、屋根の突起部に簡単
な作業で設置できる太陽電池パネルアレイを作製でき
る。これによって、既存の屋根への太陽電池パネルアレ
イの設置が新たに屋根の加工をすることなく容易にで
き、架台の重量を低減でき、架台コストと太陽電池パネ
ルアレイの設置コストも低減できる。
池パネルを、少量、軽量の部材で、屋根の突起部に簡単
な作業で設置できる太陽電池パネルアレイを作製でき
る。これによって、既存の屋根への太陽電池パネルアレ
イの設置が新たに屋根の加工をすることなく容易にで
き、架台の重量を低減でき、架台コストと太陽電池パネ
ルアレイの設置コストも低減できる。
【図１】本発明の実施例１の屋根の突起部に設置した太
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
【図２】本発明の実施例２の屋根の突起部に設置した太
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
【図３】本発明の実施例３の屋根の突起部に設置した太
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
陽電池パネルアレイの部分概略断面図である。
【図４】本発明の太陽電池パネルアレイを説明するため
の概念構成図である。
の概念構成図である。
【図５】各種の屋根に本発明の太陽電池パネルアレイを
設置した場合の部分断面図である。
設置した場合の部分断面図である。
【図６】本発明の各種太陽電池パネルの設置形態を示し
た概略断面図である。
た概略断面図である。
【図７】本発明の太陽電池パネル間の電気接続の方法の
例を示した概念図である。
例を示した概念図である。
【図８】本発明の太陽電池パネルアレイに用いた太陽電
池パネルと太陽電池を構成する光起電力素子の概略断面
図である。
池パネルと太陽電池を構成する光起電力素子の概略断面
図である。
【図９】代表的な屋根の形状を示したものである。
（ａ）は折板ハゼ締めタイプ、（ｂ）は折板ボルト締め
タイプ、（ｃ）はシーム溶接タイプ、（ｄ）は瓦棒タイ
プの屋根である。
（ａ）は折板ハゼ締めタイプ、（ｂ）は折板ボルト締め
タイプ、（ｃ）はシーム溶接タイプ、（ｄ）は瓦棒タイ
プの屋根である。
１００，２００，３００，４００，５００，５０１，５
０２，５０３， ６００ 屋根の突起部、 １０１，２０１，２０２，３０１，３０２，４０１，５
０４，５０５，５０６，５０７，６０１，６０２，６０
３ 固定フレーム、 １０４，２０６，３０６，４０２，５０８，６０４，６
０５，６０６，７０６太陽電池パネル、 １０５ シーラント、 ２０２，３０２ 蓋状の部材（押さえ部材）、 ７０３，７０５ 防水コネクター、 ７０４ ケーブル、 ８００ 裏面補強板、 ８０１ 光起電力素子、 ８０２ 表面被覆材、 ８０３ 導電性基体、 ８０４ 裏面反射層、 ８０５ 半導体層、 ８０６ 透明導電層、 ８０７ 集電電極。
０２，５０３， ６００ 屋根の突起部、 １０１，２０１，２０２，３０１，３０２，４０１，５
０４，５０５，５０６，５０７，６０１，６０２，６０
３ 固定フレーム、 １０４，２０６，３０６，４０２，５０８，６０４，６
０５，６０６，７０６太陽電池パネル、 １０５ シーラント、 ２０２，３０２ 蓋状の部材（押さえ部材）、 ７０３，７０５ 防水コネクター、 ７０４ ケーブル、 ８００ 裏面補強板、 ８０１ 光起電力素子、 ８０２ 表面被覆材、 ８０３ 導電性基体、 ８０４ 裏面反射層、 ８０５ 半導体層、 ８０６ 透明導電層、 ８０７ 集電電極。
Claims (8)
- 【請求項１】 屋根の突起物に固定可能であり、かつ、
太陽電池パネルの端部を装着可能な固定フレームに、太
陽電池パネルを装着保持したことを特徴とする太陽電池
パネルアレイ。 - 【請求項２】 上記屋根の突起物が、屋根材の一部であ
るか、あるいは屋根材を固定するための手段である請求
項１記載の太陽電池パネルアレイ。 - 【請求項３】 上記フレームには、下方に開口する空間
が形成されていることを特徴とする請求項１または２記
載の太陽電池パネルアレイ。 - 【請求項４】 前記空間は屋根の突起部と略同一の形状
を有しており、屋根の突起部を、該空間に嵌合すること
により固定フレームを屋根に固定するようにしたことを
特徴とする請求項３記載の太陽電池パネルアレイ。 - 【請求項５】 屋根の突起物を前記空間に入れ、側面か
らボルト等により突起物を締め付けることにより固定フ
レームを屋根に固定するようにしたことを特徴とする請
求項３記載の太陽電池パネルアレイ。 - 【請求項６】 上記フレームの側面には、切り込み溝が
形成され、該切り込み溝に太陽パネルの端部をはめ込む
ことにより太陽電池パネルをフレームに装着することを
特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の太陽電
池パネルアレイ。 - 【請求項７】 太陽電池パネルの端部を固定フレーム上
に載せ、上方から押さえ部材により締め付けて太陽電池
パネルを固定フレームに装着することを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項記載の太陽電池パネルアレ
イ。 - 【請求項８】 固定フレームの高さを異ならしめること
により太陽電池パネルを傾斜させて取り付けたことを特
徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の太陽電池
パネルアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234694A JP3005123B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 屋根及び太陽電池パネルの設置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234694A JP3005123B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 屋根及び太陽電池パネルの設置方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685302A true JPH0685302A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3005123B2 JP3005123B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=16974955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234694A Expired - Fee Related JP3005123B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 屋根及び太陽電池パネルの設置方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005123B2 (ja) |
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| CN102304961A (zh) * | 2011-05-16 | 2012-01-04 | 广东保威新能源有限公司 | 彩板屋面转接件 |
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| US9239173B2 (en) | 2010-09-30 | 2016-01-19 | Apollo Precision (Fujian) Limited | Photovoltaic module support with interface strips |
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|---|---|---|---|---|
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- 1992-09-02 JP JP4234694A patent/JP3005123B2/ja not_active Expired - Fee Related
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