特許 6029317 太陽電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6029317

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】太陽電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/18 20140101AFI20161114BHJP

   E04H 5/00 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   E04D13/18

   E04H5/00

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-103917(P2012-103917)

(22)【出願日】2012年4月27日

(65)【公開番号】特開2013-231308(P2013-231308A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2015年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】513009668

【氏名又は名称】ソーラーフロンティア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】秋場 俊郎

(72)【発明者】

【氏名】那須野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】ニナド バグワドカ

【審査官】 油原 博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２２９３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｄ １３／１８

Ｅ０４Ｈ ５／００

Ｈ０２Ｓ ２０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

架台に取付けられる太陽電池モジュールにおいて、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの背面に固定された長尺状のバックフレームと、
前記バックフレームの端部と嵌合し、前記バックフレームを前記架台に固定するアタッチメントと、を備え、
前記バックフレームは、前記太陽電池パネルに接触する長尺状の基部と、前記基部に対して離間して設けられる底部と、前記バックフレームの少なくとも端部において前記底部から前記太陽電池パネルに向かって突出する突出部と、を備え、
前記アタッチメントは、前記バックフレームの端部に嵌合したときに、前記バックフレームの端部の少なくとも一部分に、前記突出部の側部を挟み込むように前記バックフレームの幅方向から前記突出部に当接して前記バックフレームの幅方向の移動を規制する係止部を有し、
前記太陽電池モジュールは、前記アタッチメントが締結具により前記突出部を介して前記架台に締結されることで、前記架台に取付けられることを特徴とする、太陽電池モジュール。

【請求項2】

前記太陽電池モジュールは、連続して隣接配置される太陽電池モジュールであり、
前記バックフレームは、互いに隣接配置される前記太陽電池モジュールの前記バックフレームのそれぞれの端部が互いに対向するように前記太陽電池パネルに固定されていて、
前記アタッチメントは、前記互いに隣接配置された前記バックフレームの端部の両方を固定し、前記アタッチメントは、それぞれの前記バックフレームの端部に当接する係止片をさらに備える、請求項１に記載の太陽電池モジュール。

【請求項3】

前記アタッチメントは、前記バックフレームの前記底部に接触する爪部を備える、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。

【請求項4】

前記バックフレームは、前記バックフレームの端部が前記太陽電池パネルの端部から突出するように、固定されていて、
前記アタッチメントは、長尺状のアタッチメント本体と、前記アタッチメント本体の側部に前記バックフレームの端部が嵌合する嵌入口と、を備え、前記アタッチメントの前記係止部は前記嵌入口の周囲に位置されており、
前記太陽電池モジュールは、前記バックフレームの端部が前記アタッチメントの前記嵌入口に嵌入されることにより、前記架台に取付けられる、請求項１に記載の太陽電池モジュール。

【請求項5】

前記太陽電池モジュールは連続して隣接配置される太陽電池モジュールであり、
前記アタッチメントは、前記アタッチメント本体の両側部に前記嵌入口を備える、請求項４に記載の太陽電池モジュール。

【請求項6】

前記嵌入口は、
前記アタッチメント本体の上部から延びる第一フランジ部と、
前記アタッチメント本体の側部から延びる第二フランジ部と、
前記第一フランジ部に前記バックフレームの上面に対応して形成された第一切欠部、又は、前記第二フランジ部に前記バックフレームの下面に対応して形成された第二切欠部と、から構成される、請求項４又は５に記載の太陽電池モジュール。

【請求項7】

前記アタッチメントは、前記アタッチメント本体の底部から延びる第三フランジ部を備え、前記第三フランジ部が固定具により前記架台に固定されている、請求項４から６の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池パネルを備える太陽電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、建物の屋上等に太陽電池パネルを用いた太陽光発電装置を設置するケースが増加している。太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルを架台上に固定して構築されるが、太陽電池パネルはガラス等により形成されているので、そのまま架台上に固定するには強度が不足している。そのため、通常、太陽電池パネルの周囲にフレームを設けた太陽電池モジュールを作製し、太陽電池モジュールのフレームを架台に固定していた。

【0003】

しかしながら、各太陽電池パネルの周囲にフレームを設けることで、太陽光発電装置全体の部品点数が増えると共に、総重量も増加する。また、フレームを有することで、一枚の太陽電池モジュールが占める面積が広くなり、太陽電池パネルの配置間隔が広がるので太陽電池パネルの設置効率が低下する。

【0004】

そのため、太陽電池パネルの周囲を囲むフレームを設けずに、太陽光発電装置を構築する構法が望まれていた。特許文献１には、太陽電池パネルの裏面ガラスの表面に、長尺状の支持部材が太陽電池パネルの長手方向に沿って配置固定されている、太陽電池モジュールが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２２２９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の太陽電池モジュールは、長尺状の支持部材を架台の横桟等に取付具を用いて固定することで、架台に取付けられている。しかしながら、支持部材の幅方向の荷重については充分に対策されておらず、強風や地震等により太陽電池モジュールが支持部材の幅方向に移動してしまう可能性があった。

【0007】

そのため、小型・軽量化を図ると共に架台に対してより強固に固定可能な太陽電池モジュールが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、架台に取付けられる太陽電池モジュールにおいて、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの背面に固定された長尺状のバックフレームと、前記バックフレームの端部と嵌合し、前記バックフレームを前記架台に固定するアタッチメントと、を備え、前記バックフレームは、前記太陽電池パネルに接触する長尺状の基部と、前記基部に対して離間して設けられる底部と、前記バックフレームの少なくとも端部において前記底部から前記太陽電池パネルに向かって突出する突出部と、を備え、前記アタッチメントは、前記バックフレームの端部に嵌合したときに、前記バックフレームの端部の少なくとも一部分に、前記突出部の側部を挟み込むように前記バックフレームの幅方向から前記突出部に当接して前記バックフレームの幅方向の移動を規制する係止部を有し、前記太陽電池モジュールは、前記アタッチメントが締結具により前記突出部を介して前記架台に締結されることで、前記架台に取付けられることを特徴とする、太陽電池モジュールを提供する。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールが、連続して隣接配置される太陽電池モジュールであり、前記バックフレームが、互いに隣接配置される前記太陽電池モジュールの前記バックフレームのそれぞれの端部が互いに対向するように前記太陽電池パネルに固定されていて、前記アタッチメントが、前記互いに隣接配置された前記バックフレームの端部の両方を固定し、前記アタッチメントは、それぞれの前記バックフレームの端部に当接する係止片をさらに備える、太陽電池モジュールを提供する。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記アタッチメントが、前記バックフレームの前記底部に接触する爪部を備える、太陽電池モジュールを提供する。

【0012】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記バックフレームが、前記バックフレームの端部が前記太陽電池パネルの端部から突出するように、固定されていて、前記アタッチメントは、長尺状のアタッチメント本体と、前記アタッチメント本体の側部に前記バックフレームの端部が嵌合する嵌入口と、を備え、前記アタッチメントの前記係止部は前記嵌入口の周囲に位置されており、前記太陽電池モジュールは、前記バックフレームの端部が前記アタッチメントの前記嵌入口に嵌入されることにより、前記架台に取付けられる、太陽電池モジュールを提供する。

【0013】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールが、連続して隣接配置される太陽電池モジュールであり、前記アタッチメントは、前記アタッチメント本体の両側部に前記嵌入口を備える、太陽電池モジュールを提供する。

【0014】

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記嵌入口が、前記アタッチメント本体の上部から延びる第一フランジ部と、前記アタッチメント本体の側部から延びる第二フランジ部と、前記第一フランジ部に前記バックフレームの上面に対応して形成された第一切欠部、又は、前記第二フランジ部に前記バックフレームの下面に対応して形成された第二切欠部と、から構成される、太陽電池モジュールを提供する。

【0015】

請求項７に記載の発明は、請求項４から６の何れか一項に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記アタッチメントが、前記アタッチメント本体の底部から延びる第三フランジ部を備え、前記第三フランジ部が固定具により前記架台に固定されている太陽電池モジュールを提供する。

【発明の効果】

【0016】

各請求項に記載の発明の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの背面に固定された長尺状のバックフレームを備え、太陽電池パネルを補強している。そのため、太陽電池パネルの周囲にフレームを有する太陽電池モジュールと比較して、小型・軽量化を図ることができると共に、太陽光発電装置全体の部品点数を減らし、総重量を減少させることができる。また、太陽電池モジュールは太陽電池パネルの周囲を囲むフレームを有さないので、太陽電池パネルの設置間隔を最小限にすることができ、設置効率が向上するという共通の効果を奏する。

【0017】

そして、アタッチメントがバックフレームの端部に嵌合したときに、バックフレームの幅方向から当接してバックフレームの幅方向の移動を規制する係止部を有し、バックフレームの幅方向の移動が係止部によって規制されるため、地震や強風により、太陽電池モジュールに対して上下又は左右に荷重がかかった場合でも、太陽電池モジュールの移動が防止され、太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽光発電装置の破損を防ぐことができる。

【0018】

請求項２に記載の太陽電池モジュールは、バックフレームの少なくとも端部において、底部から太陽電池パネルに向かって突出する突出部を備え、アタッチメントの係止部が突出部の側部にバックフレームの幅方向から当接するように配置される。このような構成により、上記共通の効果に加えて、突出部やアタッチメントを太陽電池モジュールの背面側に隠すことができ、例えば太陽光発電装置の美観を損なうことがない。

【0019】

請求項３に記載の太陽電池モジュールは、アタッチメントが、互いに隣接配置されたバックフレームの端部の両方を固定する。そのため、上記共通の効果に加えて、設置作業の効率が向上するとともに、太陽光発電装置全体の部品点数を減らすことができる。また、アタッチメントがバックフレームの端部のそれぞれに当接する係止片をさらに備えるので、互いに対向するバックフレームの端部が直接的に接触することがなく隙間が発生する。この隙間により、バックフレームが熱膨張により伸びた場合でも、その伸び吸収することができ、バックフレームの破損を防止することができる。

【0020】

請求項４に記載の太陽電池モジュールは、アタッチメントが、バックフレームの底部に接触する爪部を備えている。そのため、上記共通の効果に加えて、バックフレームが架台に固定されたとき、アタッチメントの爪部が底部に接触しバックフレームがずれにくくなり、より強固にバックフレームを固定することができる。

【0021】

請求項５に記載の太陽電池モジュールは、バックフレームの端部が嵌合する嵌入口を、アタッチメント本体の側部に備えている。そのため、上記共通の効果に加えて、バックフレームの端部をアタッチメントの嵌入口に嵌入することにより、太陽電池モジュールを架台に取付けることができるので、設置作業の効率が向上する。

【0022】

請求項６に記載の太陽電池モジュールは、アタッチメントがアタッチメント本体の両側部に嵌入口を備えている。そのため、上記共通の効果に加えて、隣接する太陽電池モジュールの端部の両方を一つの部材で固定することができ、設置作業の効率が向上すると共に、太陽光発電装置全体の部品点数を減らすことができる。

【0023】

請求項７に記載の太陽電池モジュールは、嵌入口が、アタッチメント本体から延びる第一フランジ部と、第二フランジ部と、それらに形成された第一切欠部又は第二切欠部とから構成されている。そのため、上記共通の効果に加えて、アタッチメントの軽量化を図ることができるとともに、嵌入口の形成が容易になる。

【0024】

請求項８に記載の太陽電池モジュールは、アタッチメントがアタッチメント本体の底部から延びる第三フランジ部を備えている。第三フランジ部を用いることで、上記共通の効果に加えて、アタッチメントの架台への取付が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第一実施形態による太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽光発電装置を示す図であり、図１（ａ）は全体を示す斜視図、図１（ｂ）は一部を拡大して示す部分拡大斜視図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】太陽電池モジュールのアタッチメントを示す三面図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図である。

【図5】太陽電池モジュールの別例を示す図であり、図５（ａ）は全体を示す斜視図、図５（ｂ）は一部を拡大して示す部分拡大斜視図である。

【図6】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。

【図7】バックフレームの端部を示す斜視図である。

【図8】本発明の第二実施形態による太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽光発電装置を示す斜視図である。

【図9】太陽光発電装置を示す平面図である。

【図10】図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【図11】太陽電池モジュールのアタッチメントを示す斜視図である。

【図12】太陽電池モジュールのスタートカバー（アタッチメントの別例）を示す斜視図である。

【図13】太陽電池モジュールを架台に取付ける方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示している。そして、理解を容易にするために、図面は縮尺を適宜変更している。なお、本願発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明とその均等物におよぶ点に留意されたい。

【0027】

（第一実施形態）
図１は、本発明による第一実施形態の太陽電池モジュール１０、及びその太陽電池モジュール１０を用いた太陽光発電装置１を示す図であり、図１（ａ）は、二つの太陽電池モジュール１０を並列して架台２に取付けた太陽光発電装置１を示す斜視図、図１（ｂ）は、太陽電池モジュール１０の一部（部分Ａ）を拡大して示す一部拡大斜視図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【0028】

本実施形態の太陽電池モジュール１０は、架台２に取付けられる太陽電池モジュールであって、太陽電池パネル１００と、太陽電池パネル１００の背面に固定された長尺状のバックフレーム１１０と、バックフレーム１１０の端部１１０ａと嵌合し、バックフレーム１１０を架台２に固定するアタッチメント１２０とを備えている。

【0029】

本実施形態で用いる太陽電池パネル１００は、二枚のガラス板と、その二枚のガラス板間に封止された光電変換素子とから構成されている。しかしながら、太陽電池パネル１００の構成は、これに限定されず、二枚のガラス板のうちの一方の片面に形成した薄膜光電変換素子を他方のガラス板により封止したものでもよい。また、太陽電池パネル１００は、一枚のガラス板の片面に形成した薄膜光電変換素子をカバーガラスとバックシートによって封止したものであってもよい。太陽電池パネルはガラス板により構成されるため、そのままでは強度が不足している場合が多く、従来は太陽電池パネルの外縁を囲むようにフレームが取付けられていた。本実施形態では、それぞれの太陽電池パネル１００の背面に、二本の長尺状のバックフレーム１１０を、太陽電池パネル１００の中心線Ｍに対して対称位置となるよう、互いに平行に配置している。各バックフレーム１１０は、太陽電池パネル１００の背面に接着剤や両面テープ等を用いて固着されている。バックフレーム１１０を背面に設けることにより、太陽電池パネル１００の強度を高め、太陽電池パネル１００の運搬や設置を容易にしている。

【0030】

なお、太陽電池パネル１００が太陽光を直接的に受ける面を前面１００ａと称し、前面に対して反対側の面を背面１００ｂと称する。

【0031】

従来の太陽電池パネルでは、その周囲を囲うように各辺の長さに合わせた４つの部材を用いてフレーム作製していたが、本実施形態の太陽電池パネル１００では、二本のバックフレーム１１０を、太陽電池パネル１００の背面に設けることで補強している。そのため、太陽電池モジュールとして部材点数を削減することが可能になると共に、部材点数を削減することで太陽電池モジュール１０を軽量化している。なお、図示実施形態では二本のバックフレーム１１０が、各太陽電池パネル１００に設けられているが、バックフレーム１１０は二本に限らず、三本以上設けてもよい。

【0032】

また、太陽電池パネル１００の周囲にフレームを設けないので、図示するように太陽電池パネル１００を隣接して連続的に配置する場合、太陽電池パネル１００の配置間隔を狭くすることができ、太陽電池パネル１００の設置効率を向上させることができる。

【0033】

本実施形態の太陽電池モジュール１０は、図１の矢印Ｂ方向に傾斜して下がっている屋根面（図示しない）に設けられた架台２に設けられている。架台２は、互いに平行に、太陽電池モジュール１０の幅方向の距離Ｄ１と略同じ間隔で配置された複数の縦桟３により構成されている。太陽電池モジュール１０は、バックフレーム１１０の両方の端部１１０ａ、１１０ｂが、アタッチメント１２０により架台２の各縦桟３に固定され、隣り合う縦桟３に架け渡して設置されている。図示実施形態では、屋根面の傾斜方向に対して平行に設けられた縦桟３であるが、架台２は屋根の軒先に対して平行に設けられた横桟によって構成されてよく、横桟に太陽電池モジュール１０が固定されてよい。

【0034】

バックフレーム１１０は長尺状の部材であり、図２に示すように、その断面形状がＷ字状に形成されている。バックフレーム１１０は、太陽電池パネル１００の背面１００ｂに接着する基部１１１と、基部１１１に対して離間して設けられ、架台２の縦桟３の上面に接触する底部１１２と、基部１１１を支持し、基部１１１と底部１１２とを連結する支持部１１３と、底部１１２から太陽電池パネル１００及び基部１１１の方に向けて突出する突出部１１４とを有する。本実施形態の突出部１１４は、バックフレーム１１０の長さ方向の全体にわたって形成されているが、バックフレーム１１０の両端部にのみ突出部１１４が形成されていてもよい。なお、突出部１１４の端部上面には、後述する締結具１３０のボルト１３１のねじ部を通すための切欠部１１５（図３参照）が形成されている。また、バックフレーム１１０が太陽電池パネルの背面に固定される位置は所定の位置に定められており、太陽電池パネル１００を連続して隣接配置した場合、各バックフレーム１１０の端部１１０ａ、１１０ｂが対向して配置されるようになっている。

【0035】

本実施形態では、バックフレーム１１０の端部１１０ａ、１１０ｂが、太陽電池パネル１００の端部より突出するように構成されている。突出した部分により、隣接する太陽電池パネル１００の間には隙間１１６（図１、図３参照）ができる。この隙間１１６により、太陽電池パネルの熱膨張による破損を防止することができると共に、この隙間１１６を利用して後述するアタッチメント１２０を太陽電池パネル側から固定することができる。

【0036】

本実施形態のバックフレーム１１０はアルミ製で、アルミの押出成型により作製されている。バックフレーム１１０は、金板を折り曲げて形成されてよい。バックフレーム１１０の材質について、特に限定はせず、木製、樹脂製であってもよいが、耐久性や強度の面から金属製、特に軽量で取扱いやすいアルミ製であるのが望ましい。

【0037】

アタッチメント１２０は、バックフレーム１１０の端部１１０ａ、１１０ｂに嵌合したとき、バックフレーム１１０の端部１１０ａ、１１０ｂの少なくとも一部分に、バックフレーム１１０の幅方向（バックフレーム１１０の長手方向に対して直交する方向、図２の矢印Ｃ方向又は矢印Ｅ方向）から当接してバックフレーム１１０の幅方向の移動を規制する係止部１２１ａ、１２１ｂ（以下まとめて係止部１２１と称する場合がある）を備えている。図２に示すようにアタッチメント１２０は、断面が逆Ｕ字形の部材であり、係止部１２１ａと係止部１２１ｂとが、バックフレーム１１０の突出部１１４を挟み込むように形成されていて、アタッチメント１２０は、係止部１２１ａ、１２１ｂが突出部１１４の両側部に、バックフレーム１１０の幅方向から当接するように配置される。

【0038】

アタッチメント１２０は、締結具１３０により突出部１１４を介して、架台２の縦桟３に固定されている。図示実施形態の締結具１３０は、ボルト１３１、第一ナット１３２、及び第二ナット１３３とから構成されている。縦桟３の内側よりボルト１３１のねじ部が太陽電池パネル１００に向けて挿入され、第一ナット１３２によりボルト１３１を縦桟３に固定した後、ボルト１３１のねじ部をバックフレーム１１０の突出部１１４の切欠部１１５を通るように突出部１１４を配置し、さらにアタッチメント１２０に形成された貫通孔１２４（図４参照）にボルト１３１のねじ部を通し、第二ナット１３３によりアタッチメント１２０が固定される。図に示すように、アタッチメント１２０や突出部１１４は太陽電池パネル１００の背面側に位置して、太陽電池パネル１００に隠れている。そのため、太陽光発電装置の美観を損なうことがない。また、アタッチメント１２０を太陽電池パネル１００の前面側から固定することができるので、作業効率が向上する。なお、締結具１３０は、縦桟３の内側よりボルト１３１のねじ部が太陽電池パネル１００に向けて、すなわち図中下方から、挿入していたが、締結具１３０の挿入方法はそれに限定されず、
太陽電池パネルの前面側から、すなわち図中上方からボルト１３１のねじ部をアタッチメント１２０に形成された貫通孔１２４を通って縦桟３の内側に向けて挿入し、縦桟３の内側から図示しない別のナットを用いて締結してもよい。この場合、縦桟３の内側に設けられるナットは、縦桟３にあらかじめ固定されていてもよい。また、ナットの代わりに縦桟自身に雌ねじを設けて、図中上方から挿入したボルト１３１を縦桟３に締結してもよい。

【0039】

図４は、アタッチメント１２０の三面図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図である。

【0040】

本実施形態のアタッチメント１２０は、図３に示すように連続して隣接配置される太陽電池モジュール１０のバックフレーム１１０のそれぞれの端部１１０ａ、１１０ｂの両方をまとめて固定するように形成されている。アタッチメント１２０の中央部分には、対向するバックフレーム１１０の端部１１０ａ、１１０ｂが直接接触しないよう、バックフレーム１１０の端部に当接する係止片１２２ａ、１２２ｂが形成されている。バックフレーム１１０の端部同士が直接当接することを防止することにより、例えばバックフレーム１１０が熱膨張により伸びた場合でも、その伸びを吸収することができ、バックフレーム１１０の破損を防止することができる。

【0041】

アタッチメント１２０の係止部１２１ａ、１２１ｂの先端部分、即ちアタッチメント１２０の底部には、爪部１２３が形成されている。締結具１３０によりバックフレーム１１０を固定した場合、爪部１２３がバックフレーム１１０の底部に接触して引っ掛かり、より強固にバックフレーム１１０を縦桟３に固定することができる。また、本実施形態のアタッチメント１２０は金属製であるが、特に限定はせず、木製、樹脂製であってもよい。耐久性や強度の面から金属製であるのが望ましい。

【0042】

次に、本実施形態による太陽電池モジュールの別例について説明する。図５は、本実施形態による太陽電池モジュール１１及びそれを用いた太陽光発電装置１ａを示す図であり、図５（ａ）は全体を示す斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）の部分Ｆを拡大した部分拡大斜視図である。図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図、図７はバックフレーム１４０の端部を示す部分拡大斜視図である。

【0043】

太陽電池モジュール１１は、架台２の縦桟３に取付けられる太陽電池モジュールであって、太陽電池パネル１００と、太陽電池パネル１００の背面に固定された長尺状のバックフレーム１４０と、バックフレーム１４０の端部と嵌合し、バックフレーム１４０を架台２に固定するアタッチメント１２０とを備えている。図１に記載の太陽電池モジュール１０とは、バックフレームの断面形状が異なっている。太陽電池パネル１００及びアタッチメント１２０の構造は同様であるので、それらの詳細な説明は省略する。

【0044】

図示実施形態の太陽電池モジュール１１のバックフレーム１４０は、長尺状の部材であり、図６に示すように、太陽電池パネル１００の背面１００ｂに接着する基部１４１と、基部１４１に対して離間して設けられ架台２の縦桟３と接触する底部１４２と、基部１４１を支持し、基部１４１と底部１４２とを連結する支持部１４３と、底部１４２から太陽電池パネル１００及び基部１４１に向けて突出する突出部１４４とを有する。図示実施形態では基部１４１が一枚の平板で形成されていて、バックフレーム１４０は筒状になっている。図１のバックフレーム１１０と比較して太陽電池パネル１００の背面１００ｂと接着する面積が広くなり、バックフレーム１４０を太陽電池パネル１００の背面１００ｂにより広い面積でもって固定することができる。また、バックフレーム１４０の強度も向上する。

【0045】

図６に示すように、アタッチメント１２０を、バックフレーム１４０の突出部１４４に嵌合させ、アタッチメント１２０の係止部１２１ａ、１２１ｂが突出部１４４の両側部に、バックフレーム１４０の幅方向（図のＣ方向及びＥ方向）から当接するように配置する。そして、アタッチメント１２０が締結具１３０により、突出部１４４を介して架台２の縦桟３に締結されることで、太陽電池モジュール１１が、架台２に取付けられる。バックフレーム１４０の突出部１４４の両側部と、アタッチメント１２０の係止部１２１ａ、１２１ｂとが当接することで、バックフレーム１４０の幅方向の移動が規制されるため、太陽電池モジュール１１がバックフレーム１４０の幅方向に移動することを防止することができる。

【0046】

図１に示すバックフレーム１１０では、突出部１１４の上部が開放されていて、太陽電池パネル１００の前面１００ａ側から締結具１３０の第二ナット１３３を締結することができた。バックフレーム１４０においても、締結具１３０の第二ナット１３３を締めることができるよう、図７に示すように、バックフレーム１４０の端部において基部１４１に基部の切欠部１４５が形成されている。また、締結具１３０のボルト１３１のねじ部を通すために、バックフレーム１４０の端部において、突出部１４４の上部に突出部の切欠部１４６が形成されている。なお、図６では、締結具１３０のボルト１３１は、縦桟３側から（図中下方から）挿入され、第一ナット１３２及び第二ナット１３３により締結されているが、締結具１３０のボルト１３１を、太陽電池パネル１００の前面１００ａ側から挿入して、縦桟３側から第二ナット１３３を締結してもよい。また縦桟３に雌ねじを設けてボルト１３１を締結してもよい。

【0047】

図示実施形態のバックフレーム１４０は、アルミ製でありアルミの押出により作製されている。平板の基部１４１に、Ｗ字形に形成した底部１４２と支持部１４３とを溶接等により接合して作製してもよい。

【0048】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による太陽電池モジュール２０について図を用いて説明する。第一実施形態の太陽電池モジュール１０との違いは、アタッチメントの形状が異なっていることである。以下では、アタッチメントの形状、及びアタッチメントによる太陽電池モジュール２０の取付方法について主に説明する。

【0049】

図８は、本発明の第二実施形態による太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂ（以下まとめて太陽電池モジュール２０と称する場合がある）及び、二つの太陽電池モジュール２０を並列して設置した太陽光発電装置４を示す斜視図である。図９は、太陽電池モジュール２０及び太陽光発電装置４の平面図である。図１０は、図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【0050】

本実施形態の太陽電池モジュール２０は、架台５に取付けられる太陽電池モジュールであって、太陽電池パネル２００と、太陽電池パネル２００の背面２００ｂに固定された長尺上の二本のバックフレーム２１０と、バックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂと嵌合し、バックフレーム２１０を架台５に固定するアタッチメント２２０を備えている。

【0051】

本実施形態の太陽電池モジュール２０が取付けられる架台５は、複数の長尺状の縦桟６から構成されていて、互いに平行になるよう屋根面（図示しない）に取付けられている。本実施形態では、矢印Ｇ方向に傾斜して下がる屋根面に取付けられているが、傾斜角度を変更する場合、例えば屋根面から立設する支持部材を縦桟６の後端部に取付け、縦桟６がさらに傾斜するよう構成してもよい。また縦桟６の間隔を維持するために横桟を設けてもよい。第一実施形態の架台２では、縦桟６を太陽電池モジュール１０の横方向の寸法に合わせた間隔でもって互いに平行に設置していたが、本実施形態の縦桟６は、太陽電池モジュール２０の幅方向の寸法Ｗ１よりも短い間隔Ｗ２で設置している（図９参照）。二本のバックフレーム２１０はさらに短い間隔Ｗ３で固定されている。なお、本実施形態の縦桟６は太陽電池モジュール２０の短辺方向（図８の矢印Ｇ方向）の寸法より長く、複数の太陽電池モジュール２０が架け渡され、複数のアタッチメント２２０が固定されている。しかしながら、縦桟６の構成は、これに限らず、一つのアタッチメント２２０を固定する、太陽電池モジュール２０の短辺方向（矢印Ｇ方向）の寸法より短い縦桟を、一直線上に複数並べて配置した構成でもよい。

【0052】

太陽電池パネル２００の構成は、第一実施形態の太陽電池パネル１００と同様、二枚のガラス板と、その二枚のガラス板間に封止された光電変換素子とからなる。その詳細な説明は省略するが、他の構成であってもよい。

【0053】

バックフレーム２１０は、図１０に示すように太陽電池パネル２００の背面２００ｂに固定される長尺状の部材であり、太陽電池パネル２００に接触する長尺状の基部２１１と基部２１１と離間して設けられる底部２１２と、基部２１１を支持して基部２１１と底部２１２を連結する支持部２１３と、底部２１２から太陽電池パネル２００や基部２１１に向かって突出する突出部２１４とを備えている。バックフレーム２１０は、実質的に、第一実施形態の図５に示すバックフレーム１４０と同じ断面形状を有している。しかしながら、バックフレーム２１０の断面形状はこれに限らず、図２に示すバックフレーム１１０と同じ断面、すなわちＷ字状の断面を有してもよい。また、図示実施形態では二本のバックフレーム２１０が、各太陽電池パネル２００に設けられているが、バックフレーム２１０は二本に限らず、三本以上設けてもよい。

【0054】

バックフレーム２１０は、バックフレーム２１０の端部２１０ａ及び２１０ｂが、太陽電池パネル２００の端部から突出するように固定されている。突出したバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂは、後述するアタッチメント２２０に形成された嵌入口２２２に嵌合する。

【0055】

図１１及び図１２を用いて、本実施形態のアタッチメント２２０について説明する。図１１はアタッチメント２２０を示す斜視図、図１２はアタッチメント２２０の別例であるスタートカバー２２０ａを示す斜視図である。

【0056】

アタッチメント２２０は、長尺状のアタッチメント本体２２１と、アタッチメント本体２２１の側部に、バックフレーム２１０の端部２１０ａ又は端部２１０ｂが嵌合する嵌入口２２２とを備えている。

【0057】

図１１に示すように、アタッチメント２２０は、アタッチメント本体２２１と、アタッチメント本体２２１の上部から、アタッチメント２２０の幅方向（左右両方向、図１１のＪ方向及びＫ方向）に延びる第一フランジ部２３０と、アタッチメント本体２２１の側部から幅方向に延びる第二フランジ部２３２とを有する。また、アタッチメント２２０が立つことができるよう、アタッチメント２２０は、アタッチメント本体２２１の底部から幅方向に延びる第三フランジ部２３４を有する。

【0058】

本実施形態の嵌入口２２２は、図１１に示すように、第一フランジ部２３０と第二フランジ部２３２と、第一フランジ部２３０に、バックフレーム２１０の端部の上面に対応して形成された第一切欠部２３１と、バックフレーム２１０の端部の下面に対応して形成された第二切欠部２３３と、から構成されている。そして、第一切欠部２３１の側部及び、第二切欠部２３３の側部が、バックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂが嵌入口２２２に嵌合したときに、バックフレーム２１０の幅方向（図１０、図１１のＨ方向及びＪ方向）から当接してバックフレーム２１０の幅方向の移動を規制する係止部２２３ａ、２２３ｂ（以下まとめて係止部２２３と称する場合がある）となっている。そして、嵌入口２２２に、バックフレーム２１０の端部２１０ａ又は端部２１０ｂを挿入するだけで、バックフレーム２１０がアタッチメント２２０に固定される。このように構成することで、アタッチメント自体の軽量化を図ることができ、また、切り欠くことで嵌入口の形成できるので、容易に作製できる。

【0059】

図１１に示すアタッチメント２２０は、連続して隣接配置される太陽電池モジュール２０のそれぞれのバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂを嵌合することができるよう、アタッチメント本体２２１の両側部に嵌入口２２２を備えている。隣接する太陽電池モジュール２０の端部の両方を一つの部材で固定することができ、設置の作業効率が向上すると共に、太陽光発電装置全体の部品点数を減らすことができる。

【0060】

一方、太陽光発電装置４の端部に位置する太陽電池モジュール２０を固定するアタッチメント２２０は、その両側部に嵌入口２２２を形成する必要はなく、一方の側部にのみ嵌入口２２２が形成されていればよい。図１２は、太陽光発電装置４の端部に位置するアタッチメント２２０の別例であるスタートカバー２２０ａを示す斜視図である。スタートカバー２２０ａは、アタッチメント本体２２１の一方の側部に第一切欠部２３１及び第二切欠部２３３とから構成された嵌入口２２２を備えている。そして、アタッチメント本体２２１の他方の側部には、装飾部２３６を備えている。装飾部２３６は軒先側に配置され、建物の下方から見た場合の太陽光発電装置４の見栄えを良くする。屋根の尾根側であって太陽光発電装置４の端部に位置するアタッチメント２２０は、建物の下方から見えないため装飾部２３６を設けなくてもよい。

【0061】

図示実施形態の嵌入口２２２は、第一フランジ部２３０に形成された第一切欠部２３１と第二切欠部２３３とを含むよう構成されているが、嵌入口２２２は、第一切欠部２３１と第二切欠部２３３とのうちの何れか一方のみを備えていればよい。すなわち、第一フランジ部２３０に形成された第一切欠部２３１にバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂの基部２１１が嵌入し、第二切欠部２３３が形成されていない第二フランジ部２３２によりバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂの底部２１２の底面が支持されるか、又は、第二フランジ部２３２に形成された第二切欠部２３３にバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂの底部２１２が嵌入され、第一切欠部２３１が形成されていない第一フランジ部２３０によってバックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂの基部２１１の上面が支持されてもよい。なお、この嵌入口の構成は、図１２に示すスタートカバー２２０ａにも適用可能である。

【0062】

本実施形態のアタッチメント２２０は、アルミの押出成型により作製されている。アタッチメント２２０の材質について、特に限定はせず、木製、樹脂製であってもよいが、耐久性や強度の面から金属製、特に軽量で取扱いやすいアルミニウム製であるのが望ましい。

【0063】

図示実施形態において、アタッチメント本体２２１の長さＬは、太陽電池パネル２００の幅方向の長さＷ１に合わせてあるが、長さＬは太陽電池パネルの長さＷ１に合わせる必要はなく、太陽電池パネル２００の背面に固定されたバックフレーム２１０の本数分の嵌入口２２２を形成することが可能な大きさであればよい。

【0064】

図１３を用いて、本実施形態の太陽電池モジュール２０の架台５（縦桟６）への取付方法について説明する。

【0065】

図１３（ａ）に示すように、縦桟６の端部に、スタートカバー２２０ａを固定する。そして、バックフレーム２１０の一方の端部２１０ａを、スタートカバー２２０ａの嵌入口２２２に挿入して嵌合する。バックフレーム２１０の他方の端部２１０ｂには、アタッチメント２２０の嵌入口２２２を挿入して嵌合する。縦桟６の上面には、アタッチメント２２０を縦桟６に固定する締結具２４０のナット２４３を予め配置しておく。アタッチメント２２０を縦桟６上に配置したのち、締結具２４０の引掛部２４１を第三フランジ部２３４に引掛けて、ボルト２４２を締めることで引掛部２４１を縦桟６に固定する。締結具２４０により、アタッチメント２２０が固定され、太陽電池モジュール２０ａが架台５に固定されるようになる。

【0066】

引き続き、隣接する太陽電池モジュール２０ｂのバックフレーム２１０の端部２１０ａを、アタッチメント２２０の他方の、嵌入口２２２に挿入して嵌合する。他方の端部２１０ｂに、さらにアタッチメント２２０の嵌入口２２２を挿入、嵌合して締結具２４０によりアタッチメント２２０を縦桟６に固定して、太陽電池モジュール２０ｂを固定する。以下、この方法繰り返し、太陽電池モジュール２０ｃ以降を設置する。アタッチメント２２０を締結具２４０により架台５に取付ける必要があるが、アタッチメント２２０と、バックフレーム２１０を有する太陽電池パネル２００とを、バックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂを嵌入口２２２に挿入するだけで固定することができ、太陽光発電装置４を設置する際の作業性が向上する。また、太陽電池モジュール２０は、バックフレーム２１０の端部２１０ａ、２１０ｂが、嵌入口２２２の係止部２２３により、バックフレーム２１０の幅方向の移動が規制されるため、例えば地震や強風による太陽電池モジュール２０の横方向の移動を防止することができ、太陽光発電装置４の破損を防ぐことが可能になる。

【0067】

以上、本発明による本実施形態について添付図を用いて説明した。本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの背面に固定された長尺状のバックフレームと、バックフレームの端部と嵌合し、バックフレームを架台に固定するアタッチメントとを備えている。従来の周囲にフレームを有する太陽電池パネルを用いた場合と比較して、小型・軽量化を図ることができると共に、太陽光発電装置全体の部品点数を減らし、総重量も減少させるができる。また、太陽電池パネルの設置間隔を最小限にすることができ、設置効率を向上させる。また、本発明の太陽電池モジュールは、アタッチメントがバックフレームの端部に嵌合したときに、バックフレームの幅方向から当接してバックフレームの幅方向の移動を規制する係止部を有する。バックフレームの幅方向の移動が係止部によって規制されるため、地震や強風により、太陽電池モジュールに対して上下又は左右に荷重がかかった場合でも、太陽電池モジュールの移動が防止され、太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽光発電装置の破損を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0068】

１、１ａ、４ 太陽光発電装置
２、５ 架台
１０、１１、２０ 太陽電池モジュール
１００、２００ 太陽電池パネル
１１０、１４０、２１０ バックフレーム
１１１、１４１、２１１ 基部
１１２、１４２、２１２ 底部
１１４、１４４、２１４ 突出部
１２０、２２０ アタッチメント
１２１ａ、１２１ｂ、２３３ａ、２３３ｂ 係止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】