JP2001210853A - 太陽電池付屋根 - Google Patents

太陽電池付屋根

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JP2001210853A
JP2001210853A JP2000018652A JP2000018652A JP2001210853A JP 2001210853 A JP2001210853 A JP 2001210853A JP 2000018652 A JP2000018652 A JP 2000018652A JP 2000018652 A JP2000018652 A JP 2000018652A JP 2001210853 A JP2001210853 A JP 2001210853A
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solar cell
roof
cell panel
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support
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JP2000018652A
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Hiroyuki Saito
裕之 斎藤
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Misawa Homes Co Ltd
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Misawa Homes Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/30Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors
    • F24S25/33Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors forming substantially planar assemblies, e.g. of coplanar or stacked profiles
    • F24S25/35Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors forming substantially planar assemblies, e.g. of coplanar or stacked profiles by means of profiles with a cross-section defining separate supporting portions for adjacent modules
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電線の省略化を図ることができ、かつ、配線
作業の軽減を図ることができる太陽電池付屋根を提供す
る。 【解決手段】 太陽電池パネル13を支持する支持レー
ル14を、導電性を有するアルミニウムの押し出し成型
品で形成し、電力を送るための送電部材を兼用させた太
陽電池付屋根とする。そのため、太陽電池パネルの−極
を支持レールに接続することで、支持レールが太陽電池
パネルの支持という本来の役割の他、送電線を兼ねるこ
ととなり、部材の兼用化を図ることで装置の簡素化を図
ることができ、また、支持レールの分の電線を省略する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、屋根面に沿って設
けられる太陽電池パネルを備えた太陽電池付屋根に関す
るものである。
【0002】
【背景技術】従来より、環境や生態系に悪影響を与えな
いクリーンなエネルギーとして太陽エネルギーが知られ
ている。太陽エネルギーを利用するに当たり、太陽の光
を電気に変換する太陽電池が利用されている。このよう
な太陽電池を家庭でも利用できるようにするために、建
物の屋根面に太陽電池が設置された太陽電池付屋根が知
られている。太陽電池付屋根に設置される太陽電池は、
水による漏電や短絡等の事故を未然に防止する必要があ
り、太陽電池であるソーラーセルを平板状の完全防水ケ
ースの内部に収めて太陽電池パネルとして設置されてい
る。この太陽電池パネルは、一枚で所定の電圧および電
力が得られるように、所定枚数のソーラーセルを有する
ものとなっている。
【0003】このような太陽電池パネルを建物の屋根面
に取り付けるにあたり、棟から軒先まで向かって延びる
細長いレール状の支持レールが屋根面に複数配列され、
これらの支持レールの間に太陽電池パネルが配置される
とともに、各太陽電池パネルの両側縁部が当該支持レー
ルに固定されるようになっている(特願平10−331
083号等参照)。また、太陽電池パネルは+極および
−極を有し、それぞれの極に電線が接続されている。そ
して、太陽電池パネルから電気を取り出すためには、太
陽電池パネルの+極用電線および−極用電線から引込み
線を延ばし、その引込み線をターミナルボックス、イン
バータ等に接続するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の太陽電
池パネルの配線では、太陽電池パネルが+極用電線と−
極用電線との2種類の電線を有し、それらをターミナル
ボックス等に接続するために、電線の総延長が長くな
り、配線作業が面倒となって多くの手間がかかるという
問題がある。
【0005】本発明の目的は、電線の省略化を図ること
ができ、かつ、配線作業の軽減を図ることができる太陽
電池付屋根を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図面を参照して説明すると、図4に示すように、太
陽電池パネル13を支持する支持レール14が導電性を
有する材質で形成され、電力を送るための送電部材を兼
用していることを特徴とする太陽電池付屋根である。
【0007】このような本発明では、建物の棟から軒先
まで延びる長い支持レールを送電部材として利用するの
で、太陽電池パネルの−極を支持レールに接続すること
で、支持レールが太陽電池パネルの支持という本来の役
割の他、送電線を兼ねることとなり、部材の兼用化を図
ることで、装置の簡素化を図ることができ、また、支持
レールの分の電線を省略することができる。
【0008】本発明において、支持レールの材質は、例
えばアルミニウム等、導電性に優れたものであれば限定
されない。また、支持レールが複数ある場合、それぞれ
は電気的に接続されていることが好ましい。
【0009】請求項2に記載の発明は、図4に示すよう
に、請求項1に記載の太陽電池付屋根において、支持レ
ール14は、アルミニウムの押出し成形品であることを
特徴とするものである。
【0010】このような本発明では、太陽電池パネルの
支持に好適な形状に容易に形成することができ、かつ、
軽量で導電性に優れた支持レールとすることができる。
また、支持レールが導電性を有するアルミニウムの押出
し成形品であるため、均一性および精密性に優れ、か
つ、軽量なので取り扱いが容易となり、屋根上での作業
が容易となる。
【0011】請求項3に記載の発明は、図4に示すよう
に、請求項1または2に記載の太陽電池付屋根におい
て、太陽電池パネル13は屋根面121に沿って複数配
設されるとともに、支持レール14も複数配列され、こ
れらの支持レール14は電気的に相互に接続されかつ接
地していることを特徴とするものである。
【0012】このような本発明では、複数の支持レール
が電気的に相互に接続されているので、1本の送電線と
なり、太陽電池パネルアレイの−極を接地線に接続すれ
ば、太陽電池パネルアレイの−極の電線が不要となる。
また、誘導電時は全体がアースになるので、局部的な電
圧高を避けることができる。
【0013】請求項4に記載の発明は、図3に示すよう
に、請求項3に記載の太陽電池付屋根において、すべて
の太陽電池パネル13の−極が支持レール14に接続さ
れていることを特徴とするものである。
【0014】このような本発明では、配線は太陽電池パ
ネルの+極のみですむので、配線作業が容易である。
【0015】請求項5に記載の発明は、図3に示すよう
に、請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池付屋根に
おいて、支持レール14は、太陽電池パネル13との接
続部分を除いてすべて絶縁被覆処理65されていること
を特徴とするものである。
【0016】このような本発明では、太陽電池パネルに
発生した電圧が支持レールに印可され、その支持レール
に電流が流れても、例え、支持レールに触れたとしても
感電せず、屋根上での作業の安全性を確保することがで
きる。また、回路保護装置が簡単なものですむ。
【0017】本発明において、絶縁被覆の方法は限定さ
れず、例えば絶縁テープ等を巻く等の方法でよい。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1には、本発明の第一実施形
態に係る箱状の複数の建物ユニットで形成されたユニッ
ト式建物10が示されている。この建物10は、箱状の
複数の1階建物ユニット5および2階建物ユニット6等
により構成される建物本体7と、この建物本体7に設け
られる屋根11とを備えて構成され、この屋根11は、
棟11Aの両側に、この棟11Aから軒先11Bに向か
って下り勾配を有する屋根面121が形成された切妻式
の屋根である。屋根11には、棟11Aに沿って配列さ
れた複数の屋根パネル12と、屋根葺材となる複数の太
陽電池パネル13とが備えられている。これにより、屋
根11は、太陽電池付屋根とされている。
【0019】各屋根パネル12には、図4に示されるよ
うに、屋根面121の傾斜方向に沿って棟11Aから軒
先11Bまでの長さ寸法を有する複数の支持レール14
が設けられている。これらの支持レール14は水平方向
に所定の間隔をあけて設けられている。また、これらの
支持レール14の間には、太陽電池パネル13が、その
両側縁が支持レール14に支持され、かつ、長手方向に
沿って配列されており、これらの支持レール14および
太陽電池パネル13により太陽電池パネルアレイ15
(図1参照)が構成されている。なお、支持レール14
は、導電性を有する材質、例えばアルミニウム製とさ
れ、押出し成形により形成されている。
【0020】各太陽電池パネル13は、図2に示すよう
に、太陽光で発電を行う所定枚数のソーラーセルを収め
た平板状の完全防水ケース21と、このケース21の周
りを囲む四角枠状のフレーム22とを備えている。フレ
ーム22は、屋根面121の傾斜方向に沿って左右に配
置される2本の縦枠部23と、これら縦枠部23の上下
端を接続し、かつ、屋根面121の桁方向に沿って配置
されている上枠部24および下枠部25とを備えて形成
されている。これらのケース21およびフレーム22に
より、太陽電池パネル13全体の防水および補強がなさ
れ、太陽電池パネル13内のソーラーセルは、雨水によ
る漏電および短絡等の事故ならびに太陽電池パネル13
の表面に加わる荷重等から保護されるようになってい
る。
【0021】各支持レール14は、図3に示すように、
太陽電池パネル13の縦枠部23を受ける断面凸形状の
パネル受部31と、このパネル受部31を支持し、か
つ、屋根面121の野地板122上にビス80で固定さ
れるパネル支持部32とを有して構成されている。ま
た、各太陽電池パネル13間には、太陽電池パネル13
同士の隙間を覆う細長いカバー材33が設けられてい
る。
【0022】パネル受部31の長手方向に沿った両端に
は、立ち上がり部である止水部31Aが形成されてい
る。この止水部31Aは、太陽電池パネル13とカバー
材33との間から浸入してきた雨水等の水が野地板12
2上に落ちないようにする樋となっている。これらパネ
ル受部31および止水部31Aの表面(上面)には、防
水部材である防水テープ41が貼り付けられている。こ
の防水テープ41は、棟11Aから軒先11Bまでの長
さ寸法を有するとともに、その両端縁が各止水部31A
の上端縁に達する程度の幅寸法を有している。
【0023】また、パネル受部31の長手方向に沿った
両端には、止水部31Aによって凹状の嵌合部42が形
成されている。この嵌合部42には、前記太陽電池パネ
ル13の縦枠部23が嵌合されて固定されている。さら
に、パネル支持部32は、その内部に中空の3つの樋部
43A〜43Cが形成されているとともに、真ん中の樋
部43Bの内面には、支持レール14の長手方向に沿っ
て断面略輪状の筒状部44が形成されている。
【0024】カバー材33と縦枠部23との間から浸入
する雨水等の水は、パネル受部31の上面を伝って軒先
11Bから排出されるようになっている。また、カバー
材33をパネル受部31に固定するビス80の孔を伝っ
てパネル支持部32の内部に浸入した雨水等の水は、パ
ネル支持部32の樋部43Bを通して軒先11Bから排
出されるようになっている。ここで、野地板122は、
合板等の面材であり、表面にアスファルトルーフィング
等の防水シート材123が貼り付けられている。
【0025】このような太陽電池パネル13の配線は、
図3,4に示すように行われる。すなわち、前記複数の
支持レール14のすべては、その棟側端部を連結レール
54により連結され一体化している。この連結レール5
4は、支持レール14と同様に、導電性を有するアルミ
ニウム製の押出し成形品とされている。従って、後に詳
述するが、太陽電池パネル13の−極用電線51が支持
レール14に接続された際、連結レール54も−極とな
り、支持レール14および連結レール54は、電気的に
接続されることになる。
【0026】太陽電池パネル13は+極および−極を有
し、各極から、+極用電線50と−極用電線51とが引
き出されており、それぞれの先端には、オス、メスのコ
ネクタ52,53がそれぞれ設けられている。太陽電池
パネル13の+極用電線50は、複数のストリングス系
列電線55に接続されるようになっている。これらのス
トリングス系列電線55は、それぞれ、例えば3本の幹
線56と、これらの幹線56の両端同士を連結する連結
線57と、3本の幹線56に接続された複数の支線58
を備えて形成されている。
【0027】各ストリングス系列電線55には引込み線
59が設けられ、これらの引込み線59はターミナルボ
ックス60に接続され、このターミナルボックス60は
インバータ61に接続されるようになっている。3本の
幹線56の間隔および長さは、支持レール14の間隔お
よび長さとほぼ同じとなっており、また、支線58は、
太陽電池パネル13の+極用電線50と対応する数だけ
設けられている。
【0028】このようなストリングス系列電線55は、
図3に示すように、支持レール14におけるパネル支持
部32の側面に、接着テープ等により取り付けられるよ
うになっている。そして、パネル支持部32上にフレー
ム22を載せて太陽電池パネル13を取り付けた後、太
陽電池パネル13の+極用電線50とストリングス系列
電線55の所定の支線58とがコネクタ52,53の係
合により接続され、一方、太陽電池パネル13の−極用
電線51と支持レール14とが接着テープ等により接続
される。そのため、導電性を有する支持レール14は−
極となり、これにより、支持レール14は、送電部材を
兼用していることになる。また、支持レール14のスト
リングス系列電線55と接続する部位を除く部分には、
絶縁被覆処理65が施されている。さらに、1本の支持
レール14は、接地線67と接続されている。
【0029】次に、このような太陽電池付屋根11の組
立手順を説明する。まず、工場で屋根パネル12、建物
ユニット5,6、支持レール14、太陽電池パネル13
等を製造する。ここで、支持レール14は、アルミニウ
ム等を押出成形で長尺状に形成した後、所定寸法に切断
することで形成する。そして、建築現場で、屋根パネル
12、建物ユニット5,6等を組み合わせてユニット式
建物10を建築する。その後、屋根面121上に支持レ
ール14を配置する。そして、屋根葺材となる複数の太
陽電池パネル13を、支持レール14を介して屋根パネ
ル12に順次取り付ける。
【0030】この際、支持レール14のパネル支持部3
2にストリングス系列電線55を取り付けておき、支持
レール14に屋根の軒先11B側から太陽電池パネル1
3を支持させる。そして、太陽電池パネル13の+極用
電線50とストリングス系列電線55の支線58とを接
続させるとともに、太陽電池パネル13の−極用電線5
1を支持レール14に接続させる。さらに、ストリング
ス系列電線55と支持レール14との接続箇所以外の支
持レール14に、塩ビ(塩化ビニール)等を接着する等
して、絶縁被覆処理65を行う。
【0031】このような配線作業を、軒先11B側から
棟11Aに向かって順次配置される太陽電池パネル13
のそれぞれに行う。また、各ストリングス系列電線55
からの引込み線59を、ターミナルボックス60等に接
続するとともに、1本の支持レール14と接地線67と
を接続する。このようにして、太陽電池付屋根11を組
み立てる。
【0032】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果が得られる。 (1) 支持レール14が導電性を有するアルミニウム製と
なっているので、太陽電池パネル13の−極用電線51
を支持レール14に接続すれば、支持レール14が太陽
電池パネル13の支持という本来の役割の他、送電線を
兼ねることとなり、部材の兼用化を図ることで、装置の
簡素化を図ることができ、また、支持レール14の長さ
の分だけ−極用電線を省略することができる。
【0033】(2) 1本のストリングス系列電線55は、
3本の幹線56を連結線57で連結するとともに、所定
数の支線58を設けて構成されており、そのストリング
ス系列電線55から1本の引込み線59を引き出してタ
ーミナルボックス60等に接続すればよいので、それぞ
れの幹線56から引込み線59を引き出さなくてもよ
く、配線作業の簡素化を図ることができる。
【0034】(3) 支持レール14は、アルミニウムの押
出し成形品で形成されているので、太陽電池パネル13
の支持に好適な形状に容易に形成することができ、か
つ、軽量で導電性に優れた支持レールとすることができ
る。また、軽量であるため、取り扱い易くなり、屋根上
での作業が容易となる。
【0035】(4) 複数の支持レール14が電気的に相互
に接続されているので、1本の送電線となり、支持レー
ル14の−極の一方を接地線67に接続すれば、太陽電
池パネルアレイ15の−極の電線が不要となる。また、
誘導電時は全体がアースになるので、局部的な電圧高を
避けることができる。
【0036】(5) 支持レール14の太陽電池パネル13
との接続部分を除いたすべての部分には、絶縁被覆処理
65が施されているので、太陽電池パネル13に発生し
た電圧が支持レール14に印可され、その支持レール1
4に電流が流れても、例え、支持レール14に触れたと
しても感電せず、これにより、屋根上での作業の安全性
を確保することができる。また、回路保護装置が簡単な
ものですむ。
【0037】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できるものであれ
ば他の変形等でも本発明に含まれるものである。例え
ば、前記実施形態では、ストリングス系列電線55は、
3本の幹線56を含み形成されているが、これに限ら
ず、幹線を3本以下の例えば1本、2本、あるいは3本
以上設けたものとしてもよい。
【0038】また、前記実施形態では、太陽電池パネル
13の+極用電線50が支持レール14のパネル支持部
32に接続するようになっているが、これに限らず、例
えば、図5に示すようにしてもよい。すなわち、太陽電
池パネル13のフレーム22をアルミニウム製とすると
ともに、このフレーム22に太陽電池パネル13の−極
用電線51’を挟み込む等して接続し、フレーム22と
パネル支持部32とを嵌合固定することにより、太陽電
池パネル13の−極用電線51’と+極用電線50とが
支持レール14に接続されるようになっている。なお、
この場合、絶縁被覆処理65はフレーム22の周囲にも
行われる。
【0039】また、建物としては、箱状に形成された建
物ユニット5,6を複数組み合わせたユニット式建物1
0に限らず、板状に形成された壁パネルおよび床パネル
を複数組み合わせたパネル方式のプレハブ住宅や、柱お
よび梁を建築現場で接合する在来工法からなる一般的な
建物でもよい。
【0040】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の太陽電池
付屋根によれば、次のような効果がある。すなわち、請
求項1に記載の発明では、支持レールは、棟から軒先ま
で延びている長いものが使用できるので、その長さの分
だけ電線が省略でき、配線作業が軽減される。建物の棟
から軒先まで延びる長い支持レールを送電部材として利
用するので、太陽電池パネルの−極を支持レールに接続
することで、支持レールが太陽電池パネルの支持という
本来の役割の他、送電線を兼ねることとなり、部材の兼
用化を図ることで、装置の簡素化を図ることができ、ま
た、支持レールの分の電線を省略することができる。
【0041】請求項2に記載の発明では、支持レールが
導電性を有するアルミニウムの押出し成形品で形成され
ているので、太陽電池パネルの支持に好適な形状に容易
に形成することができ、かつ、軽量で導電性に優れた支
持レールとすることができる。また、支持レールが導電
性を有するアルミニウムの押出し成形品であるため、均
一性および精密性に優れ、かつ、軽量なので取り扱いが
容易となり、屋根上での作業が容易となる。
【0042】請求項3に記載の発明では、複数の支持レ
ールが電気的に相互に接続されているので、1本の送電
線となり、太陽電池パネルアレイの−極を接地線に接続
すれば、太陽電池パネルアレイの−極の電線が不要とな
る。また、誘導電時は全体がアースになるので、局部的
な電圧高を避けることができる。
【0043】請求項4に記載の発明では、すべての太陽
電池パネルの−極が支持レールに接続されているので、
配線は太陽電池パネルの+極のみですみ、配線作業が容
易である。
【0044】請求項5に記載の発明では、支持レールの
太陽電池パネルとの接続部分以外は、すべて絶縁被覆処
理されているので、太陽電池パネルに発生した電圧が支
持レールに印可され、その支持レールに電流が流れて
も、例え、支持レールに触れたとしても感電せず、屋根
上での作業の安全性を確保することができる。また、回
路保護装置が簡単なものですむ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態のユニット式建物を示
す斜視図である。
【図2】前記実施形態における太陽電池パネルを示す斜
視図である。
【図3】前記実施形態における太陽電池パネルの取付構
造を示す断面図である。
【図4】前記実施形態における太陽電池パネルの配線構
造を示す分解斜視図である。
【図5】本発明に係る変形形態における太陽電池パネル
の取付構造を示す断面図である。
【符号の説明】
13 太陽電池パネル 14 支持レール 50 +極用電線 51 −極用電線 55 ストリングス系列電線 56 幹線 58 支線 59 引込み線 60 ターミナルボックス 61 インバータ 65 絶縁被覆処理 67 接地線 121 屋根面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池パネルを支持する支持レールが
    導電性を有する材質で形成され、電力を送るための送電
    部材を兼用していることを特徴とする太陽電池付屋根。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の太陽電池付屋根におい
    て、前記支持レールは、アルミニウム部材を押出し成形
    した押出し成形品であることを特徴とする太陽電池付屋
    根。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の太陽電池付屋
    根において、前記太陽電池パネルは屋根面に沿って複数
    配設されるとともに、前記支持レールも複数配列され、
    これらの支持レールは電気的に相互に接続されかつ接地
    していることを特徴とする太陽電池付屋根。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の太陽電池付屋根におい
    て、前記すべての太陽電池パネルの−極が前記支持レー
    ルに接続されていることを特徴とする太陽電池付屋根。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電
    池付屋根において、前記支持レールは、前記太陽電池パ
    ネルとの接続部分を除いてすべて絶縁被覆処理されてい
    ることを特徴とする太陽電池付屋根。
JP2000018652A 2000-01-27 2000-01-27 太陽電池付屋根 Withdrawn JP2001210853A (ja)

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