JP2002070271A

JP2002070271A - 瓦型太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2002070271A
Application number: JP2000261407A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Horioka; 竜治堀岡; Kazuhiko Ogawa; 和彦小川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】住宅の屋根に一般の瓦と同様に取り付けるこ
とができる施工性および意匠性に優れた瓦型太陽電池モ
ジュールを提供する。【解決手段】実質的に矩形の電池本体2と、屋根に取
り付けられて電池本体を収納保持する実質的に矩形の電
池ケース3とを具備する瓦型太陽電池モジュールにおい
て、電池ケース3は、電池本体を支持する基台P1と、基
台の両側部にそれぞれ設けられ、電池本体が基台から浮
き上がらないように電池本体の幅方向両端部をそれぞれ
基台との間に挟んで保持する少なくとも１対の押え34
と、基台の前部に設けられ、電池本体が基台から抜け出
さないように電池本体の前端面に当接する当て止め35と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家屋や建造物の屋
根に取り付けられて太陽光発電を行なう瓦型太陽電池モ
ジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般住宅の屋根に取り付けられる太陽電
池には屋根置き型、屋根一体型、瓦型など種々のタイプ
が提案されている。このうち瓦型太陽電池は、屋根置き
型や屋根一体型に比べて、一つの屋根面に一般の瓦と混
在させて葺けるため、軒、棟、けらば等に用いられる屋
根瓦部品を一般の瓦と兼用でき、専用部品を用意する必
要がなく、切妻屋根だけでなく、寄せ棟屋根等の各種屋
根構造にも適用できる他、住宅の外観や体裁を損なわな
いことから意匠性にも優れており、住宅供給メーカーば
かりでなく施工主にも歓迎される傾向にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の瓦型太
陽電池モジュールは、金属板等を成形した瓦母材（下
地）に主としてガラス板構造体からなる電池本体を接着
剤により固定してなるものであるため、炎天下では８０
℃にも達する瓦材としては母材（金属）と電池本体（ガ
ラス）との熱膨張差を吸収し難い構造である。また、経
年変化により接着剤の劣化が予想され、その耐用年数が
住宅のそれに比べて短くなることが懸念されている。そ
こで、接着剤を使用しない取り付け構造の瓦型太陽電池
の開発が需要家から熱望されている。

【０００４】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、住宅の屋根に一般の瓦と同様に取り
付けることができる施工性および意匠性に優れた瓦型太
陽電池モジュールを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の実施形態に係る
瓦型太陽電池モジュールは、実質的に矩形の電池本体
と、屋根に取り付けられて前記電池本体を収納保持する
実質的に矩形の電池ケースとを具備する瓦型太陽電池モ
ジュールにおいて、前記電池ケースは、前記電池本体を
支持する基台と、前記基台の両側部にそれぞれ設けら
れ、前記電池本体が前記基台から浮き上がらないように
前記電池本体の幅方向両端部をそれぞれ前記基台との間
に挟んで保持する少なくとも１対の押えと、前記基台の
前部に設けられ、前記電池本体が前記基台から抜け出さ
ないように前記電池本体の前端面に当接する当て止め
と、を具備することを特徴とする。

【０００６】さらに、押えよりも更に基台の両側部の外
側にそれぞれ設けられ、左右に隣接する他の電池モジュ
ール又は一般の汎用瓦と重ね合わされて該他の電池モジ
ュール又は一般の汎用瓦との間にラビリンスシールを形
成し、雨水が浸入しないようにする１対の水切りを有す
ることが好ましい。水切りの形状及びサイズを一般の汎
用瓦材と同じとすることにより、現場施工時に本発明の
瓦型太陽電池モジュールを一般の汎用瓦材と同等に取り
扱うことができるので、本発明の瓦型太陽電池モジュー
ルと一般の汎用瓦材とを混在させて屋根に葺くことがで
きる。

【０００７】さらに、当て止めよりも更に基台の前端部
の前側に設けられ、前後に隣接する他の電池モジュール
又は一般の汎用瓦と重ね合わされて該他の電池モジュー
ル又は一般の汎用瓦との間にシールを形成し、風雨の吹
き上げ等による雨水の浸入を防ぐための前垂れを有する
ことが好ましい。なお、前垂れの長さは、左右に隣接し
て配列される電池モジュールの幅方向ピッチ間隔と等し
いか又はこれよりも長いことが好ましい。このようにす
ると基台、電池本体、押え、当て止め、水切りの前端面
が前垂れにより隠されるので、下から見上げたときの外
観を損なわない。

【０００８】当て止めの高さは、電池本体の上面の高さ
と同じか又はそれよりも低いことが好ましい。当て止め
の高さを電池本体の上面より高くすると、当て止めと電
池本体との間に形成される段差に雨水や汚れが溜まりや
すくなるからである。

【０００９】基台は、電池本体を支持する面より突出す
るように該基台の後部に設けられ、電池本体の後端面に
当接して該電池本体の戻りを防止する少なくとも１つの
戻り止めを有することが好ましい。台風などの悪天候時
に下側から強風が吹き上げたとしても、戻り止めにより
電池本体の後方への移動が制限されているので、前後の
瓦と瓦との重ね目に雨水が吹き込まなくなり、雨漏りが
防止されるとともに、電池ケース後方への電池本体の抜
け出しが確実に防止される。

【００１０】基台は、電池本体を支持する面より凹むよ
うに該基台の後部に設けられ、電池本体の端子箱が納ま
る凹所を有することが好ましい。なお、将来的には電池
本体から端子箱が無くなることもあるので、凹所は任意
のものである。

【００１１】基台、押え、前垂れ、水切りは、一体成形
プレス加工された金属板からなることが好ましい。電池
ケース用金属板の板厚は０．１〜２．０ｍｍとすること
が好ましく、０．２〜０．５ｍｍとすることが最も好ま
しい。板厚が０．１ｍｍを下回ると電池ケースとしての
必要な耐久性および強度を確保することが困難になるか
らであり、板厚が２．０ｍｍを超えると冷間での折り曲
げ加工性やプレス成形性が低下するとともに重量が過大
になるからである。

【００１２】また、電池ケース用金属板には耐久性（耐
候性、耐食性）に優れるアルミニウム板、アルミニウム
合金板、ステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板（ガルバニウ
ム鋼板）等を用いることができ、これらの表面に必要に
応じて黒色又は暗灰色の塗装を施すようにしてもよい。

【００１３】瓦型太陽電池モジュールのサイズは、一般
の汎用瓦材（非発電瓦）のサイズを基準とすることが好
ましい。本発明の瓦型太陽電池モジュールを一般の汎用
瓦材（非発電瓦）とともに同じ屋根面に混ぜ葺きするこ
とがあるからである。電池モジュールサイズは、一般的
には縦２５０〜３５０ｍｍ×横２５０〜２０００ｍｍの
範囲で適宜選択することが好ましい。この場合に、左右
に隣接して配列される電池モジュールの横方向のピッチ
間隔は基準となる一般の汎用瓦材の横方向のピッチ間隔
の整数倍とすることが好ましい。また、前後に隣接して
配列される電池モジュールの縦方向ピッチ間隔は、基準
となる汎用瓦の縦方向のピッチ間隔と同じとすることが
好ましい。このように瓦の縦寸法（奥行き）は発電瓦と
非発電瓦とで共通化することが望ましい。しかし、瓦の
横寸法（幅）は発電瓦と非発電瓦とで必ず共通化しなけ
ればならないというものではなく、発電瓦の横方向のピ
ッチ間隔は基準となる一般の汎用瓦材の横方向のピッチ
間隔の二倍長または三倍長等のように整数倍としてもよ
い。

【００１４】さらに、前垂れの中空部に重しを挿入し、
瓦の前部を重くすることが好ましい。このように前垂れ
の重量を増加させると、一部が積み重ねられた瓦と瓦と
の重ね目に雨水が吹き込み難くなり、台風などの悪天候
時における雨漏りが確実に防止される。

【００１５】さらに、基台の後部に設けられ、電池本体
を支持する面より下方に延び出す後垂れを有することが
好ましい。さらに、基台の後部に形成された少なくとも
１つの釘穴を有することが好ましい。これらの後垂れや
釘穴を有することにより更に現場施工性が向上する。

【００１６】さらに、端子箱は電池本体の裏面側の後部
略中央に設けられていることが好ましい。このように左
右対称形状とすることにより重量バランスが良好にな
り、屋根上での安定性が向上する。

【００１７】なお、前後に並んで一部がオーバーラップ
する瓦の重ね合わせ長さは、瓦のサイズや働き幅、働き
長さに依存しているが日本工業規格JISＡ5423に規定さ
れた平形屋根スレートの大きさに準拠したものとするこ
とが望ましく、４０〜１２０ｍｍの範囲で適宜選択する
ことが好ましく、７５±１５ｍｍとすることが最も好ま
しい。また、隣接する瓦同士の水切りの重ね合わせ長さ
は、３０〜８０ｍｍの範囲とすることが好ましく、５０
±１０ｍｍとすることが最も好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の種々の好ましい実施の形態について説明する。

【００１９】図１（ａ）に示すように瓦型太陽電池モジ
ュール１は電池本体２および電池ケース３からなり、電
池本体２を電池ケース３の中に差し込み装着すると、図
１（ｂ）に示すように瓦型太陽電池モジュール１とな
る。電池本体２は発電部２１および端子箱２２を有し、
端子箱２２内の正負の端子にはリード線２３を介してプ
ラグ４０ａ，４０ｂがそれぞれ接続されている。

【００２０】発電部２１は例えばアモルファスシリコン
型太陽電池の場合は、ガラス基板上に幅５〜１０ｍｍの
短冊状セルが多数並行配列されてなり、これら多数のセ
ルは電気的に直列に接続されている。各セルは透明電極
膜、アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）、金属電極
膜を順次積層してなるものである。

【００２１】なお、発電部２１のサイズは例えば厚さ３
〜５ｍｍ×縦３００ｍｍ×横５００ｍｍである。また、
１つの電池本体２の発電能力は例えば１００Ｖ／０．１
２Ａ（晴天時）である。

【００２２】電池ケース３は、電池本体２を支持する基
台Ｐ１と、基台Ｐ１の両側に設けられた押え３４を有す
る左右１対の水切りＰ２，Ｐ３と、基台Ｐ１の前部に設
けられた前垂れＰ４と、基台Ｐ１の後部に設けられた後
垂れＰ５（図３と図５を参照）とを備えている。

【００２３】基台Ｐ１の後部（電池本体２の挿入口側）
には２つの釘穴３１、凹所３２、２つの戻り止め３３が
それぞれ設けられている。凹所３２は基台Ｐ１の幅中央
に位置し、この両側に２つの戻り止め３３が配置され、
さらにその外側に２つの釘穴３１が配置されている。凹
所３２および戻り止め３３はプレス加工されたものであ
る。

【００２４】水切りＰ２，Ｐ３はそれぞれ波形状に折り
曲げ加工されている。これら左右１対の水切りＰ２，Ｐ
３の波形状の曲率は基準となる一般の汎用瓦材と同じで
あり、隣り合う電池モジュール１の一方側の水切りＰ２
を他方側の水切りＰ３に重ね合わせると、図１３に示す
ように両者間にラビリンスシールが形成され、雨水の浸
入が防止されるようになっている。また、太陽電池モジ
ュール１の一方側の水切りＰ２（Ｐ３）を一般の汎用瓦
材の水切りに重ね合わせると、図６に示すように両者間
にラビリンスシールが形成され、雨水の浸入が防止され
るようになっている。

【００２５】前垂れＰ４は、横断面が略矩形の細長箱状
に折り曲げ加工により形成されている。この前垂れＰ４
の中空部に適当な重量の重し（図示せず）を装着するよ
うにしてもよい。このような重しを前垂れＰ４に取り付
けることにより電池モジュール１の前部が強風を受けて
浮き上がらなくなり、瓦と瓦との重ね目に雨水が吹き込
み難くなり、台風などの悪天候時における雨漏りが確実
に防止されるようになる。なお、前垂れＰ４の両側開口
に蓋をして閉じるようにしてもよい。

【００２６】次に、電池本体２を電池ケース３に装着す
る場合および瓦型太陽電池モジュールを一般の汎用瓦材
と混合して屋根に取り付ける場合について図２〜図１０
を参照して説明する。

【００２７】電池本体２を電池ケース３の後部側から挿
入すると、図２（ａ）に示すように戻り止め３３の斜面
３３ａに沿って電池本体の発電部２１が案内されながら
電池ケース３の基台Ｐ１の上に導かれる。さらに電池本
体２を電池ケース３の奥まで押し込むと、図２（ｂ）に
示すように、電池本体の発電部２１の後端部が戻り止め
３３の斜面３３ａから段差３３ｂに落ち込む。電池本体
２は戻り止め３３と前垂れＰ４とにより前後方向の動き
を規制され、強風下であっても電池ケース３からの電池
本体２の抜け出しがなくなる。

【００２８】電池本体２を電池ケース３に装着すると、
図３（ａ）（図１（ｂ）中のＢ−Ｂ切断面）に示すよう
に端子箱２２は基台Ｐ１の凹所３２のなかに納まる。こ
の凹所３２は雨水が溜まり難い形状とすることが望まし
い。例えば、段差部３２ａの角度θ３を図１７に示す屋
根面の傾斜角θ１と電池モジュール取付角θ２との差よ
り十分に小さくすると（θ３＜θ１−θ２）、図３
（ｂ）に示すように凹所３２に流れ込んだ雨水５０は段
差部３２ａを通って基台Ｐ１のほうへ流れ落ちるように
なり、凹所３２に雨水やゴミが溜まらなくなる。これに
より電池本体２の周囲がドライで清浄な状態に維持され
るので、発電動作が安定するとともに保守点検を頻繁に
行なう必要がなくなるという利点がある。

【００２９】一方、段差部３２ａの角度θ３が傾斜角θ
１と取付角θ２との差より大きい関係にある場合（θ３
＞θ１−θ２）であっても、図３（ｃ）に示すように段
差部３２ａから後垂れＰ５までの長さＬ３を十分に長く
すれば、段差部３２ａに溜まった雨水５０が後垂れＰ５
のほうにオーバーフローしないので、屋根面４と電池モ
ジュール１との間隙への雨水５０の浸入が生じない。

【００３０】発電部２１の幅方向両端部は、図４（図１
（ｂ）中のＣ−Ｃ切断面）に示すように、左右の押え３
４により基台Ｐ１に押し付けられる。押え３４は、基台
Ｐ１の両短辺にオーバーラップする部分の水切りＰ２，
Ｐ３に連続して設けられている。各押え３４には２つの
突起３４ａがそれぞれ形成されている。電池本体２は押
え３４の突起３４ａおよび基台Ｐ１により上下方向の動
きを規制され、強風下であっても電池ケース３からの電
池本体２の抜け出しがなくなる。

【００３１】なお、図９に示すように押え３４は平坦な
形状とし、突起３４ｂを基台Ｐ１のほうに設けるように
してもよいし、図１０に示すように押え３４の折り曲げ
部分を基台Ｐ１のほうに張り出すように成形し、この張
出し折曲部３４ｃにより電池本体２を押え込むようにし
てもよいし、図１１に示すように押え３４および基台Ｐ
１ともに平坦面とし、これら上下の平坦面の間に電池本
体２を挟み込むようにしてもよい。このように押え３４
又は基台Ｐ１に突起３４ａ，３４ｂや張出し折曲部３４
ｃが無い場合であっても、電池本体２が電池ケース３か
ら抜け出さないように挟み込み保持することは可能であ
る。

【００３２】電池本体２を電池ケース３の奥まで挿入す
ると、図５（図１（ｂ）中のＤ−Ｄ切断面）に示すよう
に電池本体２の前端が当て止め３５に当接して電池本体
２は停止する。当て止め３５の高さは、電池本体２の前
端の高さと同等か又は小さいほうが好ましい。当て止め
３５の高さが電池本体２の前端よりも高いと、両者の段
差部分に雨水や汚れが溜り、発電効率を低下させるから
である。

【００３３】前垂れＰ４は当て止め３５よりも更に前方
側に設けられている。前垂れＰ４は、一般の汎用瓦材の
それと略同じ形状につくられている。すなわち、前垂れ
Ｐ４の前面部は一般の瓦材ＤＭと同じ高さとし、下から
見上げたときの外観を損なわないようにしている。

【００３４】また、前垂れＰ４の上面部は前方にいくに
従って少し上向きに傾斜している。この前垂れＰ４上面
部の上向き傾斜角は、図１７に示すように水平に対する
屋根面４の傾斜角θ１から屋根面４に対する電池ケース
取り付け角θ２を引いた角度（θ１−θ２）よりも小さ
くすることが望ましい。この理由は、図７に示すように
前垂れＰ４の上に雨水が溜ることなく速やかに流れ落ち
るようになるからである。さらに、前垂れＰ４の下部は
水切りに類似する形状とし、瓦と瓦との重ね目からの雨
水の浸入を防ぐようにすることが望ましい。

【００３５】本発明の瓦型太陽電池モジュールは、図１
３及び図１４に示すように同じ電池モジュールを縦横に
並べて屋根を葺くことができる他に、図６〜図８に示す
ように一般の瓦材ＤＭと混在させて屋根を葺くこと（混
ぜ葺き）ができる。例えば、図６に示すように本発明の
瓦型太陽電池モジュールＫが一般の瓦材ＤＭに水切りを
介して隣接するように葺いてもよいし、また図７に示す
ように汎用瓦材ＤＭの後部の上に本発明の瓦型太陽電池
モジュール１の前部が重なるように葺いてもよいし、さ
らに図８に示すように本発明の瓦型太陽電池モジュール
Ｋの後部の上に一般の瓦材ＤＭの前部が重なるように葺
いてもよい。

【００３６】次に、電池ケース３の製作方法について説
明する。

【００３７】図１２は折り曲げ加工およびプレス加工に
より電池ケース３を製作するときに用いる金属板の展開
図である。金属板には板厚０．４ｍｍのアルミニウム合
金板を用いた。金属板は矩形の中央領域Ｐ１および４つ
の矩形の周辺領域Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５からなり、中
央領域Ｐ１の各辺には各周辺領域Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ
５がそれぞれ繋がっている。このうち対向する２つの周
辺領域Ｐ２，Ｐ３は中央領域Ｐ１の各辺とほぼ同じ幅で
連続して繋がっているが、周辺領域Ｐ４は中央領域Ｐ１
の一辺から周辺領域Ｐ３のほうまで延び出し、この周辺
領域Ｐ４の延長部分と周辺領域Ｐ３との間には切込み３
９が入れられ、また、周辺領域Ｐ５の長さ中央には所定
長の切欠３８が形成されている。

【００３８】図中の破線で示した箇所は折り曲げ加工に
より直角（９０°）に折り曲げられる部分にあたり、一
点鎖線で示した箇所は折り曲げ加工により鋭角（９０°
以下）に折り曲げられる部分にあたる。金属板の中央領
域Ｐ１は折り曲げ加工後に基台となる。周辺領域Ｐ２，
Ｐ３は折り曲げ加工後にそれぞれ押え３４および水切り
となる。周辺領域Ｐ４は折り曲げ加工後に当て止め３５
および前垂れとなる。周辺領域Ｐ５は折り曲げ加工後に
後垂れとなる。

【００３９】釘穴３１はパンチング打抜き又はドリル穿
孔により形成される。また、凹所３２および戻り止め３
３は、基台Ｐ１の後部に当たる部位をプレス加工してそ
れぞれ形成される。

【００４０】周辺領域Ｐ２，Ｐ３は、先ず上側に直角に
折り曲げ、次に内側にほぼ直角に折り曲げ、次に外側に
鋭角に折り曲げる。これにより基台Ｐ１の左右両辺にオ
ーバーラップする１対の押え３４が形成される。次に、
周辺領域Ｐ２，Ｐ３を適当な幅のところで下側に折り曲
げ、さらに剰余の部分を水平に波形状に型曲げ成形す
る。一方側の水切りＰ２は、２つの波形状を型曲げ加工
した後に、さらに下側に直角に折り曲げ、さらに内側に
直角に折り曲げる。

【００４１】周辺領域Ｐ４は、先ず上側に直角に折り曲
げ、次に外側に直角よりやや鈍角に折り曲げる。これに
より当て止め３５が基台Ｐ１の後端に形成される。次
に、周辺領域Ｐ４を適当な幅のところで下側に直角より
やや鋭角に折り曲げ、次に内側に直角に折り曲げ、さら
に剰余の部分を水平に波形状に型曲げ成形する。これに
より横断面が略矩形の細長箱状の前垂れＰ４が形成され
る。なお、当て止め３５の高さは電池本体２の前端部の
厚みと同じか又はこれより小さくする。また、前垂れＰ
４の上面部の傾斜角は（θ１−θ２）より小さくする。
また、前垂れＰ４の前面部の高さは一般の瓦材ＤＭのそ
れと遜色ない高さとする。さらに、前垂れＰ４の下面部
は水切りの形状に近似するものとし、重し（図示せず）
が前垂れＰ４から容易に脱落しないような形状とする。

【００４２】周縁領域Ｐ５は、図３に示すように基台Ｐ
１に対して下側に直角に折り曲げる。これにより後垂れ
Ｐ５が形成される。この場合に、後垂れＰ５の高さは屋
根の桟木５の高さよりも小さくする。なお、基台Ｐ１の
凹所３２は後垂れＰ５を形成する前に予め形成しておく
必要がある。

【００４３】図１３に示すように、隣り合う電池モジュ
ール１の水切りＰ２，Ｐ３が互いに重ね合わされてラビ
リンスシールが形成される。

【００４４】図１４に示すように、前方の電池モジュー
ル１の一部に後方の電池モジュール１が重ねられてい
る。電池モジュール１の重ね合わせ長さは７５±１５ｍ
ｍとし、電池本体の発電部２１の有効露出サイズが縦３
００ｍｍ×横５００ｍｍとなるようにする。ちなみに電
池本体２の周縁部の幅１０〜１５ｍｍ程度は非発電部で
ある。

【００４５】図１５は正極プラグ４０ｂを負極プラグ４
０ａに差し込んで接続した状態を示す断面図である。符
号４３は絶縁性の樹脂で形成した外筒であり、符号４４
は導体で形成され外筒４３の軸心に設けられたコンタク
トピンである。符号４５は絶縁子であって、コンタクト
ピン４４の先端に固定され、コンタクトピン４４の外径
と同径またはやや小さい径を有するチップ状の部材であ
る。絶縁子４５の先端は外筒４３の先端よりも少し引っ
込んだ位置に存在するように配置されている。符号４３
ａは外筒４３の内径部にリング状に設けた凹溝であり、
コネクタ（図示せず）の三つのレセプタクルの何れかに
プラグ４０ａ，４０ｂを所定位置まで挿入した場合に、
レセプタクル部４１の外周にそれぞれ形成したリング状
の突起４１ａに係合し、両者を係止する位置に設けてあ
る。このように雄型プラグ４０ｂを雌型プラグ４０ａに
差し込むと、導電部分が露出しないように絶縁被覆材で
覆われるようになっている。

【００４６】図１６（ａ）に示すように、基準サイズの
二倍長の電池本体２Ａを電池ケース３Ａに装着した大サ
イズの瓦型太陽電池モジュール１Ａを製作することもで
きる。また、図１６（ｂ）に示すように、基準サイズの
三倍長の電池本体２Ｂを電池ケース３Ｂに装着した大サ
イズの瓦型太陽電池モジュール１Ｂを製作することもで
きる。

【００４７】次に図１７〜図２０を参照しながら本発明
の瓦型太陽電池モジュールを用いた施工例について説明
する。

【００４８】（第１の実施形態）本実施形態はパワーコ
ンディショナ入力電圧２００Ｖ、発電瓦１枚当りの電圧
１００Ｖとして説明する。

【００４９】本実施形態では、図１８に示すように屋根
面４の左側領域には２２枚の発電瓦Ｋ１〜Ｋ２２と１枚
の非発電瓦ＤＭとが葺かれ、屋根面４の右側領域には２
２枚の発電瓦Ｋ１〜Ｋ２２が葺かれる。発電瓦Ｋの発電
部２１の基準サイズは厚さ３〜５ｍｍ×縦３００ｍｍ×
横５００ｍｍとした。

【００５０】施工にあたっては、図１７に示すように１
つの屋根面４の上に複数本の桟木５を略等ピッチ間隔に
水平に取り付ける。電池ケース３の後垂れＰ５を桟木５
に引っ掛け、釘穴３１に釘６（又はネジ釘６）を打ち付
け、電池ケース３を屋根面４に固定する。電池ケース３
の取り付け施工は、下方の軒先の列から初めて上方の天
頂の列に向けて順次さかのぼるように行なう。

【００５１】図１８に示すように、導線ケーブル１２，
１３，１４，１５が屋根面４の適所にそれぞれ敷設され
る。図中では模式的に示してあるが、各導線ケーブル１
２，１３，１４，１５は実際には屋根面４の左側領域と
右側領域とに区画され、それぞれが格段の桟木５に沿わ
せて取り付けられる。すなわち屋根面４の左側領域には
第１組のケーブル１２，１３が敷設され、屋根面４の右
側領域には第２組のケーブル１４，１５が敷設される。
なお、導線ケーブル１２，１３，１４，１５は、電池ケ
ース３の取り付け前に屋根面４に予め敷設しておくこと
が好ましいが、電池ケース３の取り付け中または取り付
け後に敷設するようにしてもよい。

【００５２】また、図中では省略してあるが、第１組の
導線ケーブル１２，１３には図１５に示す正負極接続用
の各２２個のプラグ４０ａ，４０ｂがそれぞれ予め取り
付けられ、第２組の導線ケーブル１４，１５にも同数の
プラグ４０ａ，４０ｂがそれぞれ予め取り付けられてい
る。

【００５３】各電池ケース３に電池本体２を次々に装着
し、図１８に示すように、左側領域の発電瓦Ｋ１〜Ｋ２
２のプラグ４０ａ，４０ｂは第１組のケーブル１２，１
３のほうに差し込み、右側領域の発電瓦Ｋ１〜Ｋ２２の
プラグ４０ａ，４０ｂは第２組のケーブル１４，１５の
ほうに差し込む。なお、屋根面４の左右領域を識別でき
るように図中に太線で示したように境界線８を目印とし
て引いておくことが望ましい。また、正極用の導線ケー
ブル１２，１４およびプラグ４０ｂを例えば赤色に着色
し、負極用の導線ケーブル１３，１５およびプラグ４０
ａを例えば青色に着色して作業者が容易に識別できるよ
うにしておくことが望ましい。さらに、発電瓦Ｋのプラ
グ４０ａ，４０ｂにも同様の着色をしておくことが望ま
しい。このように屋根面（又は下地面）、導線ケーブル
並びに発電瓦をそれぞれ識別可能としておくことにより
プラグの差し違えが防止される。

【００５４】プラグの差し込み作業が終了すると、接続
ケーブル１６により正負の導線ケーブル１３，１４を接
続し、さらに中継ケーブル１８，１９により他の正負の
導線ケーブル１２，１５を接続箱１７を経由して、又は
直接パワーコンディショナ１０の正負の端子にそれぞれ
接続する。なお、導線ケーブル１３と１４とを直接接続
することも可能であるので、接続ケーブル１６を省略し
てもよい場合がある。

【００５５】図１９に示すように、ケーブル１２，１
３，１４，１５は一系統の発電ブロック（電池アレイ）
に属するものであり、中継ケーブル１８，１９を介して
接続箱１７を経由して、又は直接パワーコンディショナ
１０の正負の端子にそれぞれ接続されている。

【００５６】屋根上での電池の接続作業は直列接続数が
少ないほうが配線工事の労力が軽減されるので、このよ
うな回路をもつ一系統の発電ブロックとした。

【００５７】各導線ケーブル１２，１５の端末はコネク
タ４１ａ，４１ｂにより中継ケーブル１８，１９にそれ
ぞれ接続され、中継ケーブル１８，１９は接続箱１７の
正負極の端子にそれぞれ接続され、さらに接続箱１７は
接続ケーブル４８，４９を介してパワーコンディショナ
１０に接続されている。

【００５８】（第２の実施形態）図２０は第２の実施形
態の施工例を示す図である。本実施形態は上記第１の実
施形態と同様にパワーコンディショナ入力電圧２００
Ｖ、発電瓦１枚当りの電圧１００Ｖとして説明する。

【００５９】本実施形態では屋根面４の上に図１６
（ａ）に示す二倍長の電池モジュール１Ａ又は図１６
（ｂ）に示す三倍長の電池モジュール１Ｂを発電瓦Ｋと
して設置した。屋根面４の上には１０枚の発電瓦Ｋ１〜
Ｋ１０を左右対称に取り付け、奇数番号の発電瓦Ｋ１，
Ｋ３，Ｋ５，Ｋ７，Ｋ９（第１組）は導線ケーブル１
２，１３に並列に接続し、偶数番号の発電瓦Ｋ２，Ｋ
４，Ｋ６，Ｋ８，Ｋ１０（第２組）は導線ケーブル１
４，１５に並列に接続した。さらに、第１組の負極ケー
ブル１３と第２組の正極ケーブル１４とをコネクタ４１
ａ，４１ｂを介して接続ケーブル１６により接続した。
一方、第１組の正極ケーブル１２の末端はコネクタ４１
ａを介して中継ケーブル１８に接続され、第２組の負極
ケーブル１５の末端はコネクタ４１ｂを介して中継ケー
ブル１９に接続されている。これら正負極１対の中継ケ
ーブル１８，１９は接続箱１７を経由するか又は直接パ
ワーコンディショナ１０の各端子にそれぞれ接続されて
いる。

【００６０】本実施形態の二倍長、三倍長の瓦型太陽電
池モジュールは１つの屋根面上でのプラグの差し込み数
が少なくなるので、配線作業の間違いが発生し難いとい
う利点がある。また、このような二倍長、三倍長の瓦型
太陽電池モジュールを用いても住宅としての体裁や外観
は損なわれない。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、住宅の屋根に一般の瓦
と同様に取り付けることができる施工性および意匠性に
優れた瓦型太陽電池モジュールが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る瓦型太陽電池
モジュールの分解斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態に
係る瓦型太陽電池モジュールの斜視図。

【図２】（ａ）は装着途中の瓦型太陽電池モジュールの
一部を示す断面図、（ｂ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ線で
切断した瓦型太陽電池モジュールの一部（戻り止め）を
示す断面図。

【図３】（ａ）は図１（ｂ）中のＢ−Ｂ線で切断した瓦
型太陽電池モジュールの一部（電池ケースの端子箱収納
部）を示す拡大断面図、（ｂ）は電池ケースにおける端
子箱収納部の一例を示す図、（ｃ）は電池ケースにおけ
る端子箱収納部の他の一例を示す図。

【図４】図１（ｂ）中のＣ−Ｃ線で切断した瓦型太陽電
池モジュールの一部（押え）を示す断面図。

【図５】図１（ｂ）中のＤ−Ｄ線で切断した瓦型太陽電
池モジュールの一部（当て止めと前垂れ）を示す断面
図。

【図６】本発明の瓦型太陽電池モジュールと非発電瓦
（一般の瓦材）との左右の重なり部分（水切り）を示す
拡大断面図。

【図７】本発明の瓦型太陽電池モジュールと非発電瓦
（一般の瓦材）との前後の重なり部分を示す拡大断面
図。

【図８】本発明の瓦型太陽電池モジュールと非発電瓦
（一般の瓦材）との前後の重なり部分を示す拡大断面
図。

【図９】他の実施形態の押えを示す部分断面図。

【図１０】他の実施形態の押えを示す部分断面図。

【図１１】他の実施形態の押えを示す部分断面図。

【図１２】電池ケースの展開図。

【図１３】左右２枚の瓦型太陽電池モジュールを示す斜
視図。

【図１４】前後２枚の瓦型太陽電池モジュールを示す斜
視図。

【図１５】接続用プラグを示す断面図。

【図１６】（ａ）は二倍長の瓦型太陽電池モジュールを
示す斜視図、（ｂ）は三倍長の瓦型太陽電池モジュール
を示す斜視図。

【図１７】電池ケースの屋根取り付け施工例を示す断面
模式図。

【図１８】標準長の瓦型太陽電池モジュールを用いた一
系統の発電ブロックとしての電池アレイ（第１の実施形
態）を示す模式図。

【図１９】一系統の電池アレイの回路図。

【図２０】二倍長又は三倍長の瓦型太陽電池モジュール
を用いた一系統の発電ブロックとしての電池アレイ（第
２の実施形態）を示す模式図。

【符号の説明】

１，Ｋ…瓦型太陽電池モジュール、２…電池本体、２１…発電部、２２…端子箱、２３…リード線、３…電池ケース、３１…釘穴（つり穴）、３２…凹所、３３…戻り止め、３４…押え、３４ａ，３４ｂ…突起、３５…当て止め、３８…切欠、３９…切込み、Ｐ１…基台、Ｐ２，Ｐ３…水切り（ウォーターチャンネル）、Ｐ４…前垂れ、Ｐ５…後垂れ、４，４Ａ，４Ｂ…屋根面、５…桟木、６…釘、１０…パワーコンディショナ、１２，１３，１４，１５，１６，１８，１９…ケーブ
ル、１７…接続箱、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…一系統の発電ブロック（電池
アレイ）、４０ａ，４０ｂ…プラグ、４１ａ，４１ｂ…コネクタ、Ｋ１〜Ｋ２１…発電瓦（瓦型太陽電池モジュール）、ＤＭ…非発電瓦（一般の瓦材）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に矩形の電池本体と、屋根に取り
付けられて前記電池本体を収納保持する実質的に矩形の
電池ケースとを具備する瓦型太陽電池モジュールにおい
て、前記電池ケースは、前記電池本体を支持する基台と、前記基台の両側部にそれぞれ設けられ、前記電池本体が
前記基台から浮き上がらないように前記電池本体の幅方
向両端部をそれぞれ前記基台との間に挟んで保持する少
なくとも１対の押えと、前記基台の前部に設けられ、前記電池本体が前記基台か
ら抜け出さないように前記電池本体の前端面に当接する
当て止めと、を具備することを特徴とする瓦型太陽電池
モジュール。
【請求項２】さらに、上記押えよりも更に基台の両側
部の外側にそれぞれ設けられ、左右に隣接する他の電池
モジュール又は一般の瓦材と重ね合わされて該他の電池
モジュール又は一般の汎用瓦との間にシール部を形成
し、雨水の浸入を防ぐための水切りを有することを特徴
とする請求項１記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項３】さらに、上記当て止めよりも更に基台の
前端部の前側に設けられ、前後に隣接する他の電池モジ
ュール又は一般の汎用瓦と重ね合わされて該他の電池モ
ジュール又は一般の汎用瓦との間にシール部を形成し、
風雨の吹き上げによる雨水の浸入を防ぐための前垂れを
有することを特徴とする請求項１記載の瓦型太陽電池モ
ジュール。
【請求項４】上記当て止めの高さは、上記電池本体の
上面の高さと同じか又はそれよりも低いことを特徴とす
る請求項１記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項５】上記前垂れの長さは、左右に隣接して配
列される電池モジュールの幅方向ピッチ間隔と略等しい
か又はこれよりも長いことを特徴とする請求項３記載の
瓦型太陽電池モジュール。
【請求項６】上記基台は、電池本体を支持する面より
突出するように該基台の後部に設けられ、電池本体の後
端面に当接して該電池本体の戻りを防止する少なくとも
１つの戻り止めを有することを特徴とする請求項１記載
の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項７】上記基台は、電池本体を支持する面より
凹むように該基台の後部に設けられ、電池本体の端子箱
が納まる凹所を有することを特徴とする請求項１記載の
瓦型太陽電池モジュール。
【請求項８】上記基台、押え、当て止め、前垂れ、水
切りは、主として折り曲げ加工およびプレス加工された
金属板からなることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れか１項記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項９】上記前垂れの前端部の高さは、基準とな
る汎用瓦の前端部高さと略同じことを特徴とする請求項
３記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項１０】さらに、上記前垂れの中空部に装着さ
れる重しを有することを特徴とする請求項３記載の瓦型
太陽電池モジュール。
【請求項１１】さらに、上記基台の後部に設けられ、
電池本体を支持する面より下方に延び出す後垂れを有す
ることを特徴とする請求項１記載の瓦型太陽電池モジュ
ール。
【請求項１２】さらに、上記基台の後部に形成された
少なくとも１つの釘穴を有することを特徴とする請求項
１記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項１３】左右に隣接して配列される電池モジュ
ールの横方向ピッチ間隔は、基準となる汎用瓦の横方向
のピッチ間隔の整数倍とすることを特徴とする請求項１
記載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項１４】前後に隣接して配列される電池モジュ
ールの縦方向ピッチ間隔は、基準となる汎用瓦の縦方向
のピッチ間隔と同じとすることを特徴とする請求項１記
載の瓦型太陽電池モジュール。
【請求項１５】上記凹所の段差部が上記基台との間に
なす角度θ３を、屋根面の傾斜角θ１と電池モジュール
取付角θ２との差より小さくし（θ３＜θ１−θ２）、
凹所に流れ込んだ雨水が該段差部を通って軒方向に流れ
落ちるようにしたことを特徴とする請求項７記載の瓦型
太陽電池モジュール。
【請求項１６】上記凹所の段差部から後垂れまでの長
さＬ３を十分に長くして、該段差部に溜まった雨水が後
垂れのほうにオーバーフローしないようにしたことを特
徴とする請求項７記載の瓦型太陽電池モジュール。