JPH09186471A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池モジュールにおいて、後加工時およ
び設置施工時の作業性を改善する。 【解決手段】 端子取出し箱６と電気出力用電線１０を
備えた太陽電池モジュールにおいて、端子取出し箱は、
電気出力用電線を固定する固定部材１２を有する。

Description

【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
ルに関し、特に、太陽電池モジュールの後加工および設
置時において、その電気出力用電線が邪魔にならないよ
うに備えられた太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、太陽電池は、クリーンで非枯
渇性のエネルギ供給源として汎用されている。また、そ
れ自体の開発研究も多種多様に行なわれており、地上お
よび屋根上等への設置にうまく適合する太陽電池モジュ
ールの開発が盛んに行なわれている。

【０００３】特に、屋根上への設置という点において、
屋根材としての機能も兼用することのできる屋根材一体
型の太陽電池モジュールの開発は、今後、太陽電池が普
及していくためのコスト低減という点からも有用であ
る。

【０００４】このような屋根材一体型の太陽電池モジュ
ールとしては、以下に述べるような既存の屋根施工法に
適合する太陽電池モジュールの開発検討を行っている。
それは、例えば図４および図５に示すようなものであ
る。

【０００５】図４は、従来の太陽電池モジュールを示す
横断面図であり、図５は図４の太陽電池モジュールを裏
面側から見た斜視図である。この太陽電池モジュール
は、裏面側に金属製補強板１３を有し、太陽電池素子１
４は表面フィルム１５と透光性樹脂１６により封止され
ている。このような太陽電池モジュールが、通常の瓦棒
葺き工法に適合するように、その長辺側両端部１７が上
側に９０度折曲げ加工されている。

【０００６】金属製補強板１３には、端子取出し箱１８
の基台部材２２がシリコン接着剤１９により接着固定さ
れており、それには電気出力用電線２０がブッシング２
１とともに設けられ、かつ、フタ部材２３が取付けられ
ている。このとき端子取出し箱１８は、基台部材２２と
フタ部材２３の嵌合部において、防水性を有するように
作製されており、かつブッシング２１を用いることによ
り、電線の取出し部においても防水性が保たれている。

【０００７】屋根材一体型太陽電池モジュールとして
は、その設置施工時に電気配線の作業も容易に行えるこ
とが望ましい。そこで、上述した太陽電池モジュールの
電線２０先端にワンタッチ式のコネクタ４０が設けら
れ、ケーブル長においても電気配線しやすい長さ（例え
ば３０ｃｍ）に設定されている。

【０００８】このように、太陽電池モジュールに初めか
ら所望の電気出力用の電線２０およびコネクタ４０を設
けておくことにより、設置施工時の電気配線が非常に容
易となる。

【０００９】しかし、上述のような太陽電池モジュール
においては、裏面側に電気出力用の電線が垂れ下がるこ
とになり、太陽電池モジュールの後加工時および設置施
工時の運搬時等で取扱い上、邪魔になることがある。

【００１０】以下、具体的に説明する。第一に、後加工
時の取扱い上の問題点というのは次のような点である。

【００１１】上述の太陽電池モジュールにおいては、長
辺側両端部１７が上側に９０度折り曲げられていること
が特徴であるが、この折曲げ加工時、すなわち後加工時
に、裏面側に電線が垂れ下がっていると加工困難とな
る。

【００１２】折曲げ加工は、被加工体である太陽電池モ
ジュールを連続送りしながら徐々に折曲げをする、いわ
ゆるローラ成形機と呼ばれる装置により行っている。

【００１３】ローラ成形機による加工の方法は、図６の
断面図に示すように、太陽電池モジュール２４を上下の
搬送ローラ２６により挟持し、搬送するものである。こ
のとき、折曲げ加工部分に接触する加工ローラ２５の形
状は、太陽電池モジュールが最終的に図４に示すような
形状に折り曲げられるように、形成されている。そし
て、この加工ローラ２５の形状を徐々に変化させたもの
を複数のステーションに配置することにより、太陽電池
モジュールは徐々に折り曲げられる。

【００１４】しかし、このとき図６からもわかるよう
に、もし電線２０が垂れ下がった状態のままであると、
ローラ成形機にからまる可能性もあり、加工を実施する
ことができない。そこで、接着テープ２８により電線２
０を金属製補強板に固定する。ここで、作製工程順序と
して、なぜ、端子取出し箱および電線を取り付けた後に
折曲げ加工を実施するのか、またその逆になぜ、折曲げ
加工を実施した後に端子取出し箱および電線を取り付け
る作業を実施しないのかを以下に簡単に述べる。

【００１５】上述のように、既に折り曲げられた太陽電
池モジュールに対して、端子取出し箱の接着固定作業を
実施しようとすると、モジュールが撓んでしまう等安定
性がなく、作業がやりずらい。そこで、折曲げ高さ分以
上にモジュールをかさ上げして水平に保持するための固
定具を用意し、その上にモジュールを載せて作業しなけ
ればならず、煩雑である。

【００１６】また、シーラント剤の乾燥のためには、モ
ジュールを端子取出し箱側を上方に向け、かつ水平状態
に保持したまま常温で２４時間放置する必要がある。そ
のため、上述のように、既に折り曲げられたモジュール
に対しては、撓んだりすることなく水平に保持するため
の専用の台に載せ、シーラント剤の乾燥を行うのである
が、モジュールが既に折り曲げられているため、１つの
モジュールの占める体積がその分大きくなる。シーラン
ト剤乾燥のため、モジュールを置いておくための占有空
間が、折り曲げられていないものと比べ、非常に多く必
要となる。したがて、端子取出し箱の取付け作業は、折
曲げ加工前に行うのが適している。

【００１７】次に、太陽電池モジュールの設置施工時の
運搬時等においても、モジュールより電線が垂れ下がっ
ていると、ケーブルを不用意に引っかけたりすることが
あり、非常に危険である。したがって、電線をテープに
より固定し、垂れ下がったりすることのないようにして
いる。

【００１８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述のように、電線をテープにより固定する場合には、テ
ープは設置直前の最後に剥して廃棄しなければならず、
無駄である。

【００１９】また、設置作業者は、数多くの太陽電池モ
ジュールを運搬および設置するので、剥したテープの処
置に困ることになる。

【００２０】さらに、作業者は安全のため、手袋を着用
しており、このため、テープを剥す作業が困難である。
そして、剥したテープには粘着力が残っており、手袋に
くっついたりして、設置作業を円滑に進めるための大き
な障害となっている。

【００２１】このように、テープを用いて電線を固定す
る場合には多くの問題があるので、市販のクランプを用
いる方法も考えられている。例えば図１１に示すよう
に、クランプ４４を両面テープにより金属製補強板に取
付け、電線２０を垂れ下がらないように固定する。この
方法であれば、テープを用いた場合の問題を回避するこ
とができる。

【００２２】しかし、クランプ４４は最後には不要とな
る。これを考えれば、両面テープ、クランプ、およびそ
の接着作業工程などは、コスト的に非常に無駄が多い。
そのため、現状では上述のように、テープにより電線を
固定する方法を採用している。

【００２３】以上の問題とは別に、電線をモジュールに
固定しておいたときの巻きクセが原因でコネクタを取り
付けづらいという問題もある。寒冷地で冬季に設置作業
を行う場合など、作業環境が非常に低温となる。低温時
には電線の被覆材の柔軟性が失われ、巻きクセに抗して
コネクタを取り付ける場合には非常に困難な作業とな
る。そのため、電線をモジュールに固定しておく形状、
つまり、巻きクセ形状を考慮された適切な形状とするこ
となく固定してしまうと、非常に困難な作業が求められ
てしまう。

【００２４】図１０を用いて簡単に説明する。図１０
は、太陽電池モジュールを設置した状態を裏面側から見
た図である。同図に示すように、太陽電池モジュール２
４ａは棟側に、太陽電池モジュール２４ｂは軒側に設置
されるものであり、雨仕舞のための重なり部４３を設け
て設置されている。このとき、電線およびコネクタがテ
ープ２８でモジュール裏面に固定されている場合、電線
を変形させる過程の一部を示す破線のように、常に巻き
クセに抗しながら変形させてプラスとマイナスのコネク
タ４０ａ、４０ｂを取り付けなければならず、非常に力
の必要な困難な作業となる。

【００２５】巻きクセのついた柔軟性を失った電線を扱
うこと自体に、多少の困難はある。しかし、それに加え
てさらに困難であるのは、次の理由による。

【００２６】プラス、マイナス極それぞれの電線および
コネクタの巻きクセ形状は、ａａ′線に対して線対称の
形状である。両方の電線およびコネクタを変形させてい
る時にも線対称のままであるから、お互いがかみ合おう
とする向きになるまでには、コネクタは固定されていた
状態から２７０°以上回転しなければいけないことにな
る。電線が柔軟性を失っているとき、２７０°以上回転
させた後に、両コネクタを取り付ける寸前では非常に力
のいる作業となる。

【００２７】本発明の目的は、この従来技術の問題点に
鑑み、太陽電池モジュールにおいて、後加工時および設
置施工時の作業性を改善することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、端子取出し箱と電気出力用電線を備え
た太陽電池モジュールにおいて、端子取出し箱は、電気
出力用電線を固定する固定部材を有することを特徴とす
る。

【００２９】また、固定部材は、電気出力用電線を直接
的に固定するものであることを特徴とする。

【００３０】また、電気出力用電線の先端にコネクタを
有し、固定部材は、コネクタを固定するものであること
を特徴とする。

【００３１】また、固定部材は、電気出力用電線とコネ
クタを唯一の姿勢および形状でのみ固定するものである
ことを特徴とする。

【００３２】さらに、コネクタは方向性を有した突起部
を備え、固定部材は突起部に合致する溝部を有すること
を特徴とする。

【００３３】

【作用】この構成によれば、電線が垂れ下がることを防
止でき、太陽電池モジュールの後加工時および設置施工
時の運搬時等において、取扱い上電線が邪魔になるとい
う問題はなくなる。

【００３４】さらに、コネクタが唯一の形態でのみ取り
付けられることにより、誰が作業しても、電線を所望の
形状にして固定することができ、低温時等で電線が柔軟
性を失った状態においても、コネクタ取付の作業が容易
になる。

【００３５】この唯一の形態は、プラス、マイナス極に
それぞれ接続した電線およびコネクタが、点対称である
場合にはかなり有利である。後述の実施例で述べるが、
点対称であることにより、お互いの電線が中心点に向き
合うように変形されてくるので、従来に比べ、作業がか
なり軽減される。

【００３６】したがって、電線およびコネクタをモジュ
ールに固定する際には、このように考慮された形状にし
て固定する必要がある。

【００３７】

【発明の実施の形態】次に、各構成要素の実施形態につ
いて以下に説明する。

【００３８】（太陽電池モジュール）本発明が適用しう
る太陽電池モジュールの形態に特に限定はないが、モジ
ュール裏面側に金属製補強板を有し、折曲げ加工を施す
ことにより、既存の屋根設置施工法に適合するように形
成された屋根材一体型太陽電池モジュールに対して非常
に良く適合するものである。

【００３９】しかし、その他のモジュール、例えば周縁
部にアルミフレーム材を有する地上設置タイプのモジュ
ールにおいても、電線が垂れ下がらない構造にすること
により、モジュールの取扱いが容易になる。

【００４０】（太陽電池素子）本発明の太陽電池モジュ
ールの太陽電池素子の種類に特に限定はないが、好まし
くは、可曲性を有する太陽電池であり、特に好ましく
は、ステンレス基板上に形成されたアモルファスシリコ
ン太陽電池である。

【００４１】可曲性を有する太陽電池素子を用いること
により、ローラ成形機により、折曲げ加工を施す際に、
太陽電池モジュールに力が加わり、モジュールが撓むよ
うなことがあっても、太陽電池素子が破壊するようなこ
とがない。

【００４２】（透光性樹脂フィルム）本発明の太陽電池
モジュールの受光面表面に透光性樹脂フィルムを用いる
場合には、耐候性を有したものが好ましく、例えば、フ
ッ素樹脂フィルムなどが適している。

【００４３】さらに、折曲げ加工によりフィルムが延ば
される時に、フィルムに破断および亀裂が発生しないよ
うに、フィルムの伸び率が２５０％以上あるものが好ま
しい。２５０％未満では、太陽電池を折り曲げる際に亀
裂が入るおそれがある。

【００４４】（透光性樹脂）本発明の太陽電池モジュー
ルの透光性樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチロール、シリコ
ーン樹脂等があげられるがこれに限られるものではな
い。

【００４５】（金属製補強板）金属製補強板としては、
耐候性および折曲げ加工性に優れ、かつ、通常の金属製
屋根材としても長期信頼性において実績のあるものが好
ましい。例えば、亜鉛メッキ鋼板、それらの上にさらに
フッ素樹脂や塩化ビニルなどの耐候性物質を有した鋼
板、ステンレス鋼板等があげられる。

【００４６】（端子取出し箱）本発明の太陽電池モジュ
ールの端子取出し箱は、電気出力用電線もしくはコネク
タを係止することのできる部材が設けられている以外
は、端子取出し部の絶縁、防水および機械構造上におい
て保護の機能を果たすことができるものであればよく、
その他の点において限定されるものではない。

【００４７】材質的には、例えばポリカーボネートを用
いると、機械強度的にも、耐熱性においても所望のもの
が得られ、非常に好適であるが、これに限るものではな
い。端子取出し箱のモジュールへの取付方法も特に限定
されるものではなく、例えばエポキシ樹脂など種々の接
着剤を用いる方法、あるいは機械的に取り付ける方法も
あるが、上述のように、シリコン接着剤を用いると、そ
の接着力および耐熱性が優れているため、非常に好適で
ある。

【００４８】（電気出力用電線）本発明の太陽電池モジ
ュールの電気出力電線は、太陽電池モジュールの電気出
力に適合する法規格適正品であればよく、特に限定され
るものではない。例えば、ＣＶケーブル、キャブタイヤ
ケーブルなどがあげられる。

【００４９】以下、実施例により本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００５０】

【実施例】

［実施例１］図１、図２および図３はそれぞれ本発明の
第１の実施例に係る太陽電池モジュールの受光面側から
見た斜視図、裏面側から見た斜視図および部分断面図で
ある。

【００５１】この太陽電池モジュールは、従来の屋根施
工法である瓦棒葺きに適合する屋根材一体型の太陽電池
モジュールである。

【００５２】太陽電池モジュール１は、図３に示すよう
に、裏面側に金属製補強板３、受光面側表面にフッ素樹
脂フィルム４を有し、ステンレス製基板上にアモルファ
スシリコンを製膜して作製した太陽電池素子２を透光性
樹脂５により樹脂封止して作製したものである。

【００５３】この太陽電池モジュールに対して、端子取
出し箱６は、金属製補強板３に端子取出しのための穴を
設けた端子取出し部に、基台部材７がシリコン接着剤８
により接着固定される。その基台部材７からは、ブッシ
ング９を介在させて電気出力用電線１０が出されてい
る。フタ部材１１は、基台部材７に係止される。基台部
材７とフタ部材１１との嵌合部は、防水性を保つような
構造に作製されており、かつブッシング９により、電線
導出部においても防水されている。

【００５４】このフタ部材１１には、電線１０を係止す
ることのできる係止部材１２がフタ部材１１の成形時に
一体的に設けられている。図２および図３に示すよう
に、この係止部材１２を用いて電線１０を係止させるこ
とにより、電線は垂れ下がることなくモジュールに固定
される。

【００５５】このように、係止部材１２をフタ部材１１
の成形時に一体的に設けたことにより、係止部材１２を
別部材により作製し、固定するという作業を省くことが
できる。これは作業の簡素化、コストの削減に関して非
常に好適である。

【００５６】基台部材７をシリコン接着剤８で固定して
から２４時間放置することによりシリコン接着剤８を硬
化させた後、上述のローラ成形機により、図１および図
２に示すような形状に折曲げ加工を施し、太陽電池モジ
ュールが完成する。このとき、上述のように、電線が垂
れ下がることなくモジュールに固定されているので、全
く問題なくローラ成形機による加工が実施できる。

【００５７】また、設置施工時の運搬時にも、電線を引
っかける心配がなく、スムーズに作業ができる。

【００５８】［実施例２］本実施例の太陽電池モジュー
ルは、１つの端子取出し箱に電線の係止部材を２つ設け
たことを特徴とする。なお、ここに特記しない点に関し
ては、実施例１と同様である。

【００５９】図７は、この太陽電池モジュールを裏面側
から見た斜視図であり、図８はその部分断面図である。

【００６０】本実施例では、太陽電池素子として、ステ
ンレス基板を有したアモルファスシリコン太陽電池２９
を、表面フィルムとして、厚さ５０μｍの無延伸タイプ
のフッ素樹脂フィルム３０（デュポン社製『テフゼ
ル』）を、透光性樹脂として、ＥＶＡ３１（太陽電池素
子の表裏にそれぞれ厚さ９００μｍで設ける）を、金属
製補強板として、厚さ０．４ｍｍのガルバナイズド鋼板
３２を使用して太陽電池モジュールを作製した。

【００６１】次に、図７に示すように、太陽電池モジュ
ールの裏面側両端部のプラス、マイナス極それぞれに端
子取出し箱３３を設けた。この端子取出し箱３３は、基
台部材３４とフタ部材３５により構成され、両部材とも
にポリカーボネートを材料として、金型を用いた樹脂成
形により作製した。このとき、フタ部材３５の成形時に
は、図８に示すように電線係止部材３６を一体成形し
た。なお、基台部材３４と金属製補強板３２の接着は、
シリコン接着剤３８（ダウコーニング社製、７３９）に
より行い、２４時間放置して硬化させた。

【００６２】電気出力用電線としてＣＶケーブル３７を
用い、設置施工上電線長さを５０ｃｍにし、その先端に
コネクタを設けた。電線長が５０ｃｍであるため、係止
部が一箇所であると少し垂れ下がり気味になるが、本実
施例のように、２箇所で係止することにより、垂れ下が
るということはない。

【００６３】これにより、ローラ成形機により折曲げ加
工を実施するときにも、設置施工時の運搬時にも全く問
題なく、順調に加工および設置作業を進めることができ
る。 ［実施例３］本実施例の太陽電池モジュールは、端子取
出し箱にコネクタを係止することのできる係止部材を設
けたことを特徴とする。なお、ここに特記しない点に関
しては、実施例２と同様である。

【００６４】本実施例では、上述の巻きクセを考慮した
適切な電線の固定形状を実現させるためのものである。
図９は図１０と同様に、太陽電池モジュールを裏面側か
ら見た図である。

【００６５】本実施例においては、従来技術と異なり、
接続すべきプラス、マイナス極の電線２０が点対称形状
に固定されている。破線で示したものは、電線２０を変
形させている過程の一部を示している。上述と比較して
わかるように、本実施例においては、お互いのコネクタ
４０ａ、４０ｂが中心点３９に向かうようになるので、
コネクタ４０ａ、４０ｂも１８０°程度回転すれば良い
ことになり、力をあまり入れなくとも接続することがで
き、作業の負荷が非常に軽減される。

【００６６】このために、プラス、マイナス極のコネク
タ４０ａ、４０ｂを端子取出し箱３３に対して取り付け
たとき、図９に示すように、電線２０およびコネクタ４
０ａ、４０ｂが唯一の姿勢および形状を呈して固定され
るように、取付部材を作製している。すなわち、コネク
タ４０ａ、４０ｂには方向性を有した突起を設け、その
突起形状に合致する溝部を有する取付け部材を端子取出
し箱３３に設けてある。これにより、どのような作業者
が電線２０およびコネクタ４０ａ、４０ｂの固定を実施
したとしても、電線２０およびコネクタ４０ａ、４０ｂ
は図９に示すように、所望の形状となって太陽電池モジ
ュールの裏面に固定される。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
端子取出し箱は、電気出力用電線を固定する固定部材を
有するようにしたため、テープを使用することなく、太
陽電池モジュール裏面側より電線が垂れ下がることを防
止できる。したがって、太陽電池モジュールの後加工
時、設置施工時の運搬時等に、取扱い上電線が邪魔にな
るという問題がなくなる。

【００６８】また、コネクタが唯一の形態でのみ取り付
けられることにより、誰が作業しても、電線を所望の形
状にして固定することができる。したがって、低温時等
で電線が柔軟性を失った状態においても、コネクタ取付
の作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る太陽電池モジュ
ールを受光面側から見た斜視図である。

【図２】 図１の太陽電池モジュールを裏面側から見た
斜視図である。

【図３】 図１の太陽電池モジュールの部分断面図であ
る。

【図４】 従来の太陽電池モジュールを示す横断面図で
ある。

【図５】 図４の太陽電池モジュールを裏面側から見た
斜視図である。

【図６】 ローラ成形機を示す断面図である。

【図７】 本発明の第２の実施例に係る太陽電池モジュ
ールを裏面側から見た斜視図である。

【図８】 図７の太陽電池モジュールの部分断面図であ
る。

【図９】 本発明の第３の実施例に係る太陽電池モジュ
ールのコネクタ部分を裏面側から見た図である。

【図１０】 従来の太陽電池モジュールのコネクタ部分
を裏面側から見た平面図である。

【図１１】 市販のクランプにより電線を固定している
様子を示す平面図である。

【符号の説明】

１，２４，２４ａ，２４ｂ：太陽電池モジュール、２，
１４，２９：太陽電池素子、３，１３，３２：金属製補
強板、４，１５，３０：表面フィルム、５，１６，３
１：透光性樹脂、６，１８，３３：端子取出し箱、１
９：シリコン接着剤、７，３４：基台部材、８，３８：
シリコン接着剤、９，２１：ブッシング、２２：基台部
材、１０，２０，３７：電気出力用電線、１１，２３，
３５：フタ部材、１２，３６：係止部材、１７：長辺側
両端部、２５：加工ローラ、２６：搬送ローラ、２８：
テープ、３９：中心点、４０，４０ａ，４０ｂ：コネク
タ、４３：重なり部、４４：クランプ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端子取出し箱と電気出力用電線を備えた
   太陽電池モジュールにおいて、前記端子取出し箱は、前
   記電気出力用電線を固定する固定部材を有することを特
   徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記固定部材は、前記電気出力用電線を
   直接的に固定するもの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。
3. 【請求項３】 前記電気出力用電線の先端にコネクタを
   有し、前記固定部材は、前記コネクタを固定するもので
   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。
4. 【請求項４】 前記固定部材は、前記電気出力用電線と
   前記コネクタを唯一の姿勢および形状でのみ固定するも
   のであることを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジ
   ュール。
5. 【請求項５】 前記コネクタは方向性を有した突起部を
   備え、前記固定部材は前記突起部に合致する溝部を有す
   ることを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュー
   ル。