JP6957357B2 - 太陽電池モジュールの固定具 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールを固定する固定具に関するものである。

建屋の屋根または地面の上に設置される太陽電池モジュールは、一般的に架台に支持されて固定されている。架台は、太陽電池モジュールをその背面側で支持するための金属製の長尺の形材（以下、「レール部材」という）と、それらレール部材を設置面から支持する支持脚と、太陽電池モジュールをレール部材に固定する固定具とを有する。そのような架台の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に開示された架台では、屋根の傾斜方向に直交する方向に延びる複数のリップ溝形のレール部材が傾斜方向に等間隔に配置されて、屋根に固定された支持脚（取付金具）に固定されている。そして、太陽電池モジュールが固定具（固定板部材）によってレール部材に固定されている。

特開２０１４−４７５９３号公報

太陽電池モジュールの表面に降った雨水は、太陽電池モジュールが傾斜しているので、太陽電池モジュールの水下側の一端側から集中的に流れ落ちる。特許文献１に示される架台の場合、太陽電池モジュールの水下側の一端側から流れ落ちた雨水は、その一端よりも水下側に一部が突出するレール部材に降りかかる。つまり、レール部材は、直接的に降りかかる雨に加えて太陽電池モジュールから流れ落ちる雨水を受ける。そのため、特許文献１の架台の場合、レール部材の腐食とそれによる劣化の促進が懸念される。

本発明は、前述の従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、太陽電池モジュールの架台のレール部材の腐食を抑制する、太陽電池モジュールの固定具を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明により、太陽電池モジュールを支持するためのレール部材に太陽電池モジュールを固定する固定具であって、太陽電池モジュールの受光面に交差する太陽電池モジュールの側面に当接する側部と、太陽電池モジュールの受光面と対向するように側部の上端から延びる上部と、太陽電池モジュールの受光面とは反対側の太陽電池モジュールの下面と対向するように側部の下端から延びる下部と、レール部材の側部に固定される固定部と、を具備しており、固定部は、太陽電池モジュールの側面がレール部材の側部よりも突出するように、下部の、側部と下部との結合部から離れた位置から下方に延びている、固定具が提供される。

本発明による固定具を使って太陽電池モジュールをレール部材に固定すると、レール部材は太陽電池モジュールの下に隠れて上から見ることができない。このため、上方から降る雨がレール部材を濡らすことはない。また、太陽電池モジュールの受光面上に降った雨水は、標準的には傾斜が付けられた太陽電池モジュールの水下側の端部から固定具の側部の外面に沿って落下するが、固定具の側部はレール部材よりも外側に突出しているので、レール部材をほとんど濡らすことがない。その結果、レール部材の腐食が抑制されて、レール部材の耐久性や寿命を改善することが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施形態による固定具を使って太陽電池モジュールを架台に取り付けた例を示す斜視図である。 図２は、図１のＡ部の拡大図である。 図３は、本発明の第１の実施形態による固定具によって太陽電池モジュールが架台の横レール部材に取り付けられた状態を示す側面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態による固定具によって太陽電池モジュールが架台の横レール部材に取り付けられた状態を示す側面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態による固定具によって太陽電池モジュールが架台の横レール部材に取り付けられた状態を示す側面図である。

図１は、複数の太陽電池モジュール１０が架台１１によって支持されて、屋根あるいは地面等の設置面（図示されず）に設置された例を示す斜視図である。また、図２は、図１のＡ部の拡大図である。図３は、図２の矢印Ｂの方向で見た太陽電池モジュール１０と架台１１の側面図である。図１では６枚の太陽電池モジュールが太陽電池モジュールの短辺方向に隣接して配置された列が４つ架台１１上に配列されている。図１の太陽電池モジュール１０は、図１の左側の短辺側が水下側になるように水平面から例えば約１０度の角度で傾斜が付けられている。なお、図１は、太陽電池モジュール１０の下に配置される架台１１の構成を解りやすく示すために半透視図として作図されている。

本明細書で例示される太陽電池モジュール１０は、矩形の太陽電池パネル１０ｇとその周端部を保持するフレーム１０ｆとを有する。

太陽電池モジュール１０を支持するための図１に例示される架台１１は、３本の縦レール部材１２と、支持脚１６と、８本の横レール部材１３と、スペーサ１４と、第１の固定具１５と、第２の固定具１７と、不図示の第３の固定具と、を有する。縦レール部材１２は、太陽電池モジュール１０の傾斜の方向（太陽電池モジュールの長辺方向）に延びている。支持脚１６は、縦レール部材１２を設置面上で支持する。横レール部材１３は、縦レール部材１２の上方で縦レール部材１２に直交するように配置されている。太陽電池モジュール１０は２本の横レール部材１３に固定されており、スペーサ１４は、太陽電池モジュール１０に傾斜を付けるために縦レール部材１２と横レール部材１３のうちの１つとの間に配置されている。第１の固定具１５は、太陽電池モジュール１０をその水下側の短辺側端部１０ｂで横レール部材１３に固定する。第２の固定具１７は、列の両端に配置された太陽電池モジュール１０の外側の長辺側端部１０ｃを水上側の横レール部材１３に固定する。不図示の第３の固定具は、横方向（太陽電池モジュールの短辺方向）に隣接する２つの太陽電池モジュール同士の間に配置されてそれら２つの太陽電池モジュール１０の長辺側端部１０ｃを横レール部材１３に固定する。

１枚の太陽電池モジュール１０は、図１の例では、水下側の短辺側端部１０ｂを２個の第１の固定具１５により一方の横レール部材１３に固定され、水上側の短辺側端部１０ｂに近い長辺側端部１０ｃを第２の固定具１７又は第３の固定具（図示されず）によって他方の横レール部材１３に固定されている。また、図１の例では、縦レール部材１２はＩ形鋼から形成され、横レール部材１３は溝形鋼から形成されている。横レール部材１３の溝形鋼は互いに平行に対向して水平に延びる２つの水平延長部１３ａ、１３ｂとそれら水平延長部に直交して延びてそれらを接続する側部１３ｃとを有する。図１〜図３で例示される横レール部材１３は、側部１３ｃが鉛直になるように配置されている。

第２の固定具１７は、詳細には図示されないが、例えば、太陽電池モジュール１０の受光面と当接する部分と、横レールに固定される部分と、両部分を接続する部分とを有し、断面が略Ｚ型をしている。第３の固定具は、図示されないが、例えば、断面が逆ハット型をしており、隣接する２枚の太陽電池モジュール１０の受光面を押さえつけるようにして横レールに固定されている。

次に、太陽電池モジュール１０の水下側の短辺側端部１０ｂを横レール部材１３に固定する第１の固定具１５について図３を参照してより詳しく以下に説明する。図３に示される、本発明の第１の実施形態による第１の固定具１５は、太陽電池モジュール１０の受光面１０ａに交差する側面１０ｅ（フレーム１０ｆの側面）に当接する側部１５ａと、この側部１５ａの上端から太陽電池モジュール１０の受光面１０ａに対向するように延びる上部１５ｂと、側部１５ａの下端から太陽電池モジュール１０の受光面１０ａの反対側の下面１０ｄと対向するように延びる下部１５ｃとを有する。下部１５ｃは横レール部材１３の上側の水平延長部１３ａの上面に当接する。また、固定具１５の上部１５ｂと側部１５ａと下部１５ｃとで略コの字状の保持部が形成され、この保持部で太陽電池モジュール１０の水下側の短辺側端部１０ｂが保持されている。

第１の実施形態による第１の固定具１５は、横レール部材１３に固定するための固定部１５ｄをさらに有する。固定部１５ｄは、側部１５ａの下端、即ち側部１５ａと下部１５ｃとの結合部から下方に延長されるのではなく、結合部から離れた下部１５の先端側（図３の右方）の位置から下方に延びている。そのため第１の固定具１５の側部１５ａに当接する太陽電池モジュール１０の側面１０ｅが横レール部材１３の側部１３ｃよりも外側（図３の左方）に突出する。また、第１の固定具１５は、固定部１５ｄに設けられた固定穴（図示せず）に通したボルト１８等によって横レール部材１３に固定される。

第１の実施形態による第１の固定具１５は上述したように形成されている。そのため、太陽電池モジュール１０が、第１の固定具１５の保持部で保持されて第１の固定具１５によって横レール部材１３に固定されたとき、横レール部材１３は、受光面１０ａ側から見ると、太陽電池モジュール１０の下に隠れて視認できない。よって、上方から降る雨が横レール部材１３を濡らすことはない。また、太陽電池モジュール１０の受光面１０ａ上に降った雨水は、水下側の短辺側端部１０ｂから第１の固定具１５の側部１５ａの外面に沿って落下するが、第１の固定具１５の側部１５ａは横レール部材１３よりも水下側（図３の左方）へ突出しているので、横レール部材１３をほとんど濡らすことがない。

したがって、第１の実施形態による第１の固定具１５を用いて太陽電池モジュール１０を横レール部材１３に固定すると、横レール部材１３を濡らす雨水の量が大幅に低減される。そのため、横レール部材１３における腐食の発生が抑制されて、横レール部材１３の耐久性や寿命が改善される。また、横レール部材１３は、鋼材だけではなく、樹脂や木材を使用する場合もあるが、これらの材質の横レール部材に対しても本発明の第１の固定具１５によって、上述と同様の効果を得ることができる。

次に、第２の実施形態による固定具２５について、図４を参照して以下に説明する。第２の実施形態による第１の固定具２５は、第１の実施形態による第１の固定具１５と同様に、側部２５ａ、上部２５ｂ、下部２５ｃ、及び固定部２５ｄを有する。しかしながら、第１の固定具２５の下部２５ｃの先端に、横レール部材１３の上側の水平延長部１３ａの端部と係合するフック部２５ｅを有することにおいて第１の実施形態による固定具１５と異なっている。フック部２５ｅは、下部２５ｃの先端がＵ字状に形成されたものである。このフック部２５ｅを横レール部材１３の上側の水平延長部１３ａの先端と係合させることで、風圧などの外力に起因する太陽電池モジュール１０の鉛直方向や水平方向の動きを抑制することができるという効果を得ることができる。その結果、太陽電池モジュール１０をより安定に保持することが可能になる。

次に、第３の実施形態による第１の固定具３５について、図５を参照して以下に説明する。第３の実施形態による固定具３５は、第２の実施形態による固定具２５と同様に、側部３５ａ、上部３５ｂ、下部３５ｃ、フック部３５ｅ、及び固定部３５ｄを有する。しかしながら、第１の固定具３５が、第１のヒレ部３５ｆ、第２のヒレ部３５ｇ、及び下部３５ｃに設けられた窪み３５ｈを更に有することにおいて第２の実施形態による固定具２５と異なっている。

第１のヒレ部３５ｆは、側部３５ａの上端から上部３５ｂとは反対側に突出し、第２のヒレ部３５ｇは側部３５ａの下端部から下方に突出している。ところで、第１のヒレ部３５ｆがない場合、太陽電池モジュール１０の水上側から第１の固定具３５の上部３５ｂに流れ来た雨水は、その流量にもよるが、その大部分が側部３５ａを伝わって流れ落ちる。これに対して、第１のヒレ部３５ｆがあると、太陽電池モジュール１０の受光面から上部３５ｂに流れて来た雨水は第１のヒレ部３５ｆに誘導されてその大部分が空中へ落下するため、この落下する雨水が横レール部材１３に接触することが防止される。

第２のヒレ部３５ｇは、図５に示されるように、側部３５ａを延長するように形成されるか、好ましくは、側部３５ａとの間に１８０度未満の挟角θを形成するように形成される。側部３５ａを伝わって流れ来た雨水は、第２のヒレ部３５を伝って落下し、横レール部材１３に流れていかないので、横レール部材１３の濡れをさらに防止することができる。

窪み３５ｈは、太陽電池モジュール１０の水下側の短辺側端部１０ｂにおける下面１０ｄと固定具３５の下部３５ｃの上面との間に空隙が形成されるように、下部３５ｃの、上部３５ｂと対向する部分の少なくとも一部に形成されている。この窪み３５ｈを設けることで、取付工事の際に、太陽電池モジュール１０を斜め上方から保持部に挿入しやすくなる。また、窪み３５ｈを側部３５ａに至るように形成することで、太陽電池モジュール１０を傾斜した状態で保持しやすくなる。

第１の実施形態による第１の固定具１５に、第３の実施形態による第１の固定具３５に示された第１のヒレ部３５ｆ、第２のヒレ部３５ｇ、及び窪み３５ｈの少なくとも１つを組み合わせた実施形態も可能である。

第１〜第３の実施形態による第１の固定具１５，２５，３５は、太陽電池モジュール１０の水上側の短辺側端部１０ｂ、あるいは長辺側端部１０ｃを固定するように用いられてもよい。

図１及び図２に示された第１の実施形態による第１の固定具１５は、太陽電池モジュール１０の短辺の長さよりも相当に短い長さを有するものとして図示されている。しかし、第１の固定具１５が、太陽電池モジュール１０の短辺と同等の長さ、あるいは配列された複数枚の太陽電池モジュール１０の短辺の合計の長さと同等の長さを有する長尺の部材として形成された実施形態も可能である。これは第２及び第３の実施形態による固定具２５，３５についても同様である。
本出願は２０１６年１月１９日に出願した日本国特許出願２０１６−００８２１６号に基づく優先権を主張するものであり、該特許出願の全内容を本出願に援用する。

１０ 太陽電池モジュール
１１ 架台
１２ 縦レール部材
１３ 横レール部材
１５、２５、３５ 第１の固定具
１５ａ、２５ａ、３５ａ 側部
１５ｂ、２５ｂ、３５ｂ 上部
１５ｃ、２５ｃ、３５ｃ 下部
１５ｄ、２５ｄ、３５ｄ 固定部
２５ｅ、３５ｅ フック部
３５ｆ 第１のヒレ部
３５ｇ 第２のヒレ部

Claims (5)

1. 平板状の太陽電池パネルとその周端部を保持するフレームとを有する太陽電池モジュールを支持するためのレール部材に太陽電池モジュールを固定する固定具であって、
   前記太陽電池モジュールの受光面に交差する前記太陽電池モジュールの側面に当接する側部と、
   前記太陽電池モジュールの前記受光面と対向するように前記側部の上端から延びる上部と、
   前記太陽電池モジュールの前記受光面とは反対側の前記太陽電池モジュールの下面と対向するように前記側部の下端から延びる下部と、
   前記レール部材の側部に固定される固定部と、を具備しており、
   前記固定部は、前記太陽電池モジュールの前記側面が前記レール部材の前記側部よりも突出するように、前記下部の、前記側部と前記下部との結合部から離れた位置から下方に延びており、
   前記固定具は一体的に形成されている、固定具。
2. 前記下部の先端に前記レール部材の一部と係合するフック部が設けられている、請求項１に記載の固定具。
3. 前記側部の前記上端から前記上部とは反対側に突出する第１のヒレ部が設けられている、請求項１または２に記載の固定具。
4. 前記側部の下端から突出する第２のヒレ部が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の固定具。
5. 前記下部の前記太陽電池モジュールと対向する面に、前記上部と対向する部分の少なくとも一部に窪みが設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固定具。

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