JP2002115372A - 太陽電池モジュール瓦 - Google Patents
太陽電池モジュール瓦Info
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Abstract
易化を図ることができるとともに、瓦本体に対して太陽
電池モジュールを強固に固定できる信頼性の高い太陽電
池モジュール瓦を提供することにある。 【解決手段】アルミニウムダイカスト製の瓦本体1、こ
の瓦本体1上面に設けられた凹陥部2、この凹陥部2収
納された太陽電池モジュール11と、この太陽電池モジ
ュール11を前記瓦本体1に機械的に固定する金属フレ
ーム14とを具備したことを特徴とする太陽電池モジュ
ール瓦にある。
Description
して用いられる瓦に太陽電池モジュールを搭載した太陽
電池モジュール瓦に関する。
電池を搭載し、太陽エネルギーを電気に変換して利用す
る技術は、実開昭62−52610号公報、実開平1−
148417号公報、実開平4−28524号公報及び
実開平5−3430号公報等で知られている。
壁を対象とした外装材の上面に太陽電池に適合する形状
の凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を装着したもの
である。
の下部表面に太陽電池を設け、この太陽電池のリード線
を平板瓦の上縁両端裏面の空間部が形成される部分から
導出したものである。
太陽電池を接着するとともに、太陽電池の表面に不透明
なシートを剥離可能に密着し、瓦葺き作業時にシートに
よって太陽電池を保護するようにしたものである。
の太陽電池搭載型瓦は、瓦本体に対して太陽電池を直接
接着剤によって接着したり、瓦本体に凹陥部を設け、こ
の凹陥部の底面に太陽電池を接着剤を介して接着し、さ
らに太陽電池と凹陥部の内周面との間の隙間にコーキン
グ材を充填することにより固定している。
化しやすく、殊に屋根のように太陽光に晒されて高温度
となったり、風雨に晒される環境下においては、劣化の
進行も早く、亀裂が生じて雨水等が浸入しやすいという
問題と急勾配の屋根の場合には瓦本体から太陽電池が落
下する恐れがある。また、コーキング材がはみ出して太
陽電池の表面に付着すると光電変換効率が低下するとい
う問題もある。
号公報や実開平4−28524号公報のように瓦の表面
に凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を接着したもの
は、凹陥部の底部に雨水が溜まり、溜まった雨水が太陽
熱によって加熱されて膨張し、太陽電池が浮き上がる恐
れがある。
ように太陽電池のリード線を平板瓦の上縁両端裏面の空
間部が形成される部分から導出したものは、配線作業が
困難であるとともに、雨水等が浸入した場合には漏電、
短絡の恐れがある。また、1枚の瓦を太陽電池とともに
交換しようとしても、周囲の数枚の瓦をいったん取り外
さなければならないという困難な作業となる。また、実
開平5−3430号公報は、接着剤が劣化して太陽電池
が瓦から剥離すると太陽電池が脱落する恐れのある構造
である。
体に対して太陽電池モジュールを接着剤によって固定し
ている。従って、太陽電池モジュールの保守点検あるい
は破損等によってその1枚を交換しようとしても、瓦本
体と太陽電池モジュールが一体的であるため分離するこ
とが困難で、瓦本体ごと交換する必要がある。
粘土瓦かスレート瓦で重量的に重い基材の上に、太陽電
池モジュールを搭載するため太陽電池モジュール瓦の重
量が増し、施工時の作業性を阻害するため、瓦の寸法に
はかなりの制約があった。また、瓦の横幅を大きくする
と、曲げ破壊強度が低下するため、やはり強度面から瓦
寸法にはかなりの制約があった。
もので、その目的とするところは、瓦本体の軽量化によ
り運搬及び施工作業の容易化を図るとともに、瓦本体に
対して太陽電池モジュールを着脱可能に固定し、組み立
てを容易にし、さらに、太陽電池モジュールが破損した
場合にはその1枚を簡単に交換することができ、しかも
瓦本体に対して太陽電池モジュールを簡単かつ確実に固
定できる信頼性の高い太陽電池モジュール用瓦を提供す
ることにある。
達成するために、請求項1は、アルミニウムダイカスト
製の瓦本体と、この瓦本体の上面に設けられた太陽電池
モジュール取付け部と、この太陽電池モジュール取付け
部に金属フレームによって機械的に固定された太陽電池
モジュールとを具備したことを特徴とする太陽電池モジ
ュール瓦にある。
瓦本体と、この瓦本体の上面に設けられた凹陥部と、こ
の凹陥部に収納された太陽電池モジュールと、この太陽
電池モジュールを前記瓦本体に機械的に固定する金属フ
レームとを具備したことを特徴とする太陽電池モジュー
ル瓦にある。
凸状縁部を有し、この凸状縁部に1個もしくは複数個の
排水溝を有していることを特徴とする。
ームは、瓦本体に対して複数本のねじで固定されている
ことを特徴とする。
は、少なくとも一辺部にアンダーカットによって形成さ
れた係合部を有し、前記太陽電池モジュールの端部を前
記係合部に差込固定したことを特徴とする。
の軒側に設けられ、太陽電池モジュールの軒側端部が差
込み係合されるとともに、瓦本体の棟側には太陽電池モ
ジュールの棟側端部を押える押え部材を有していること
を特徴とする。
の凹陥部における3辺部に設けられ、残りの一辺部には
太陽電池モジュールの差込み部が設けられていることを
特徴とする。
内周面には掛止部を有し、太陽電池モジュールの縁部に
係合した複数個の掛止金具を前記掛止部に弾性的に掛合
して太陽電池モジュールを瓦本体に固定したことを特徴
とする。
ダイカスト製であるため、太陽電池モジュール瓦の軽量
化が図れ、運搬及び瓦葺施工作業の容易化が図れるとと
もに、寸法精度の高い瓦本体を構成することができるこ
とからも、組み立て作業及び施工作業が簡単となる。
り、太陽電池モジュールの軒側端部を瓦本体の係合部に
差込み、太陽電池モジュールを凹陥部に収納し、次に、
瓦本体の棟側端部に設けられた押え部材を瓦本体に固定
し、同時に太陽電池モジュールの棟側端部を押え固定す
ることにより、太陽電池モジュールを瓦本体に確実かつ
簡単に固定できる。
面に基づいて説明する。
は太陽電池モジュール瓦の分解斜視図、図2は太陽電池
モジュールの斜視図、図3は図2のA部を拡大した断面
図、図4は太陽電池モジュール瓦の瓦葺き状態を示す縦
断側面図である。
アルミニウムダイカストによって一体に矩形状に成形さ
れており、本実施形態においては、肉厚が約2mm,横
幅は取り扱い易さから約500〜1000mmに形成さ
れるが、大きさに特に制限はない。また、縦幅について
は、働き幅として通常約280mmが使用されるが、瓦
自体の縦幅は約320mm程度であるが特に制限される
ものではない。
体1と雄雌関係で嵌合するオーバラップ部1a,1bが
設けられている。ここで、オーバラップ部1aは排水用
の樋部を構成している。瓦本体1の上面には略全面に亘
って後述する太陽電池モジュールを収納するための矩形
状の凹陥部2が設けられている。この凹陥部2は太陽電
池モジュールの肉厚より僅かに深く形成されており、こ
の凹陥部2の一側部、オーバラップ部1a側には矩形状
の端子ボックス収納凹部3が設けられている。
られ、この凸状縁部4の下端には前垂れ部1cが設けら
れている。さらに、凸状縁部4には幅方向に所定間隔を
存して複数個の排水溝5が設けられ、この排水溝5の底
面は凹陥部2の底面と同一がもしくは低く形成されてい
る。
れ、この凸面部6には瓦本体1を屋根材に固定するため
の釘孔7が設けられている。凸面部6の後方端部には後
立上り部1dが設けられている。そして、瓦葺きした際
に、前垂れ部1cは下段側の瓦本体1の凸面部6の上面
に重なり、後立上り部1dは上段側の瓦本体1の凸状縁
部4の下面に重なるようになっている。
バラップ部1b側には凸状縁部4及び凸面部6と同一高
さの突条部8が設けられている。従って、凹陥部2は上
下側及び右側が周壁によって囲まれ、左側は開口してい
る。
隔を存して複数の凸部9が上下方向に亘って設けられて
いる。さらに、凹陥部2の底面における4隅にはねじ孔
10が設けられている。これらねじ孔10は、図3に示
すように瓦本体1を貫通しない底部を有しており、凹陥
部2に侵入した雨水等がねじ孔10から漏水しないよう
に形成されている。
ール11は、例えば1枚のガラス基板に透明電極層、ア
モルファス半導体層、裏面電極層を形成したもので、裏
面にはさらに封止材により、絶縁、防水等のための封止
を行った矩形状の薄板パネル構造のものが例示できる。
また、半導体層としては、アモルファス半導体層が好適
に用いられるが、これに限定されるものではなく、単結
晶、多結晶、微結晶またはSi系でも化合物系でもよ
い。この太陽電池モジュール11の一側部における裏面
には端子ボックス12が固定され、端子ボックス12に
は出力取り出しケーブル13が接続されている。
部には金属フレーム14が取り付けられている。この金
属フレーム14は、例えばアルミニウムまたは非金属
(プラスチックを含む)等の押し出し成形によって断面
が略コ字状に形成されている。そして、一側部には嵌合
溝15が設けられ、他側部にはねじ貫通孔16が金属フ
レーム14を貫通して設けられている。
スケット17が設けられ、太陽電池モジュール11の端
部はガスケット17を介して嵌合溝15に嵌合固定され
ている。
例示されているが、中実品であってもよい。さらに、こ
こにアルミニウムまたは非金属が好ましいとしたのは、
アルミニウム以外の金属である場合には電解腐蝕等の発
生が心配されるためである。
11を瓦本体1の凹陥部2に固定する際には、凹陥部2
の凸部9にクッション材からなるスペーサ18を貼着し
た状態で、太陽電池モジュール11を凹陥部2に収納
し、端子ボックス12を端子ボックス収納凹部3に収納
する。そして、金属フレーム14のねじ貫通孔16にね
じ19を挿入し、ねじ19をねじ孔10にねじ込むこと
により、太陽電池モジュール11を瓦本体1に固定する
ことができる。なお、16aはねじ貫通孔16を塞ぐ防
水キャップである。
された状態においては、凹陥部2に設けられた凸部9に
よって瓦本体1と太陽電池モジュール11の裏面との間
に空気層ができ、断熱効果があり、また凹陥部2に侵入
した雨水は凹陥部2に溜まることなく、排水溝5から排
水される。
ジュール瓦を用いて建物の屋根を施工する、いわゆる瓦
葺きについて説明すると、図4に示すように、屋根20
には棟側20aから軒側20bに向かって下り勾配に傾
斜する野地板21が設けられており、この野地板21に
直接または瓦下地材を介して太陽電池モジュール瓦を載
置する。
ール瓦を軒側20bから順次棟側20aに向かって野地
板21に載置するが、左右に隣り合う瓦本体1相互は、
瓦本体1のオーバラップ部1a,1bを雄雌関係で嵌合
し、瓦本体1の上端部側に設けられた釘孔7に瓦固定用
釘22を通して野地板21に固定する。また、下段側の
瓦本体1の後立上り部1dの上部に上段側の瓦本体1の
前垂れ部1cをオーバラップさせ、さらに、上段側の瓦
本体1の排水溝5が下段側の瓦本体1の後立上り部1d
より下方(軒側20b)に位置させる。そして、上段の
瓦本体1も同様に取付け孔7に瓦固定用釘22を通して
野地板21に固定する。
太陽電池モジュール瓦によって屋根23を構成すること
ができ、この瓦葺き作業と平行して端子ボックス12か
ら導出された出力取出しケーブル13相互を直列または
並列に接続することにより、複数枚の太陽電池モジュー
ル11を電気的に接続することができる。
陽電池モジュール11を瓦本体1に金属プレート14に
よって機械的に固定することにより、屋根に敷設された
多数枚の太陽電池モジュール11のうち、1枚もしくは
複数枚が破損して交換する必要が生じた場合には、当該
太陽電池モジュール11を固定している金属プレート1
4を固定しているねじ19を緩めることにより、太陽電
池モジュール11を瓦本体1から取外して新しい太陽電
池モジュール11と交換することができるという効果が
ある。
本体1に底部を有するねじ孔10を設け、雨水がねじ孔
10から漏水しないようにしたが、ねじ孔10の下部に
金属フレーム14等の排水樋がある場合には、ねじ孔1
0を貫通孔にしてもよい。
子ボックス収納凹部3に収納するようにしたが、図5に
示すように、端子ボックス12を瓦本体1の切欠部から
なる端子ボックス嵌合部3aとした場合、金属フレーム
14に幅広の排水樋14aを設け、端子ボックス嵌合部
3aからの漏水を排水樋14aによって受けるようにし
てもよい。
形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態は、瓦本体1の横幅が第1の実施形態の
瓦本体1の略2倍であり、太陽電池モジュール11の横
幅も略2倍の場合を示す。このように太陽電池モジュー
ル11の横幅が長くなると、長手方向の両端部を金属フ
レーム14によって固定しただけでは、太陽電池モジュ
ール11の長手方向の中間部が浮き上がることが考えら
れる。
部を押さえプレート24によって固定したものである。
この押さえプレート24は複数本のねじ25によって瓦
本体1の凸面部6に固定することにより、太陽電池モジ
ュール11を瓦本体1に確実に固定することができる。
なお、瓦本体1の横幅が第1の実施形態の瓦本体1の略
3倍の場合も同様である。
形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態は、瓦本体1の軒側端部の凸状縁部4に
凹陥部2から連続して断面がコ字状のアンダーカット凹
溝からなる係合部26が設けられている。この係合部2
6は太陽電池モジュール11の肉厚よりも僅かに大きい
高さ寸法を有しており、太陽電池モジュール11の軒側
端部11aを差込み係合できるようになっている。
らなるパッキング27が嵌合されており、太陽電池モジ
ュール11の軒側端部11aはパッキング27を介して
係合部26に係合されている。この場合、2点鎖線で示
すように、太陽電池モジュール11を斜めにして矢印方
向a方向に差込み、差込み後、太陽電池モジュール11
の棟側端部11bを矢印b方向に下げることにより、太
陽電池モジュール11の全体を凹陥部2に収納すること
ができる。
部11bは、瓦本体1の凸面部6に対してねじ28によ
って固定された押え部材29によって固定することによ
り、太陽電池モジュール11を瓦本体1に対して簡単か
つ確実に固定することができる。
11を瓦本体1の係合部26に差込み固定することがで
き、従来のように接着剤によって太陽電池モジュール1
1を瓦本体1に対して固定する必要がない。従って、瓦
本体1に対して太陽電池モジュール11を固定する作業
が容易であるとともに、接着剤が劣化して太陽電池モジ
ュール11が瓦本体1から剥離して太陽電池モジュール
11が脱落する恐れは解消される。
ール11を瓦本体1に係合固定することにより、屋根に
敷設された多数枚の太陽電池モジュール11のうち、1
枚もしくは複数枚が破損して交換する必要が生じた場合
には、当該太陽電池モジュール11を固定している押え
部材29を固定しているねじ28を緩めることにより、
太陽電池モジュール11を瓦本体1から取外して新しい
太陽電池モジュール11と交換することができるという
効果がある。
1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を
省略する。本実施形態は、瓦本体1の下縁部、上縁部及
び左側縁部には連続して突条部30a,30b,30c
が設けられている。これら突条部30a,30b,30
cの内周側には凹陥部2と連続してコ字状の凹溝からな
る係合部31が設けられ、右側縁部には太陽電池モジュ
ール11を差込むための開口した差込み部32が設けら
れている。さらに、瓦本体1の下縁部及び上縁部の差込
み部32側の突条部30a,30bの端部には切欠部3
3が設けられている。さらに、瓦本体1の凹陥部2には
差込み部32側から連続して開口した切欠部からなる端
子ボックス用の逃げ部34が設けられている。
係合部31が設けられているため、太陽電池モジュール
11の左端部を差込み部32に位置決めし、太陽電池モ
ジュール11の軒側端部11a及び棟側端部11bを係
合部31に差込む。そして、太陽電池モジュール11を
左方向にスライドすると、太陽電池モジュール11に設
けられた端子ボックス(図示しない)が逃げ部34に嵌
合するとともに、太陽電池モジュール11の軒側端部1
1a、棟側端部11b及び左側端部11cの3辺が瓦本
体1の係合部31に係合固定される。
モジュール11を固定した後、通常の瓦葺き作業と同様
に太陽電池モジュール瓦を軒側20bから順次棟側20
aに向かって野地板21に載置するが、左右に隣り合う
瓦本体1相互は、図9に示すように、瓦本体1の左側縁
部の突条部30cが左隣の瓦本体1の差込み部32を閉
塞する。従って、左右に隣り合う瓦本体1がオーバラッ
プして雨水の侵入を防止することができる。
第4の実施形態においては、瓦本体1の凹陥部2に端子
ボックス用の逃げ部34を開口して設けたが、本変形例
においては、凹陥部2に差込み部32から連続する凹溝
からなる端子ボックス用の逃げ部35を形成したもので
あり、瓦本体1に対する太陽電池モジュール11の取付
け作用は第4の実施形態と同様である。
施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態は、瓦本体1の凹陥部2の凸状縁部4側
及び凸面部6側の内周面には突起からなる掛止部36が
設けられている。
び後縁部には複数個の掛止金具37が設けられている。
この掛止金具37は、太陽電池モジュール11の縁部に
嵌合するコ字状の嵌合部38と掛止部36に弾性的に掛
合するばね性を持った掛合片39を有している。従っ
て、掛止金具37を取り付けた太陽電池モジュール11
を瓦本体1の凹陥部2の上部に位置決めした後、太陽電
池モジュール11を凹陥部2に押し付けることにより、
掛止片39が掛止部36に弾性的に掛合して太陽電池モ
ジュール11を瓦本体1にワンタッチで固定することが
できる。
ジュール11の固定が簡単に行なえるとともに、故障し
た場合の太陽電池モジュール11の交換作業が容易に行
なえるという効果がある。
施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態の瓦本体41は、アルミニウムダイカス
トによって一体に平板矩形状に形成されている。瓦本体
41の上面は平坦面であり、太陽電池モジュール11を
固定するための取付け部42が設けられている。この取
付け部42には幅方向に所定間隔を存して複数の凸部4
3が上下方向に亘って設けられている。さらに、取付け
部42における4隅にはねじ孔44が設けられている。
金属フレーム45が設けられ、この金属フレーム45を
固定ねじ46によってねじ孔44にねじ込むことによ
り、太陽電池モジュール11が瓦本体41に固定され
る。
単であるため、アルミニウムダイカストの成形型が簡単
でコストダウンを図ることができる。
ば、瓦本体がアルミニウムダイカスト製であるため、太
陽電池モジュール瓦の軽量化が図れ、運搬及び瓦葺施工
作業の容易化が図れるとともに、寸法精度の高い瓦本体
を構成することができることからも、組み立て作業及び
施工作業が簡単となり、異種瓦との混ぜ葺きも容易にで
きる。
モジュールのうち、1枚もしくは複数枚が破損して交換
する必要が生じた場合においても、破損した太陽電池モ
ジュールを瓦本体から取外して新しい太陽電池モジュー
ルと交換することができるという効果がある。
り、太陽電池モジュールの軒側端部を瓦本体の係合部に
差込み、太陽電池モジュールを凹陥部に収納し、次に、
瓦本体の棟側端部に設けられた押え部材を瓦本体に固定
し、同時に太陽電池モジュールの棟側端部を押え固定す
ることにより、太陽電池モジュールを瓦本体に確実かつ
簡単に固定できる。
とすると、太陽熱によって瓦本体が高温度となるが、ア
モルファス系太陽電池モジュールは高温度になっても電
気変換効率が低下することはなく有効である。
ジュール瓦の分解斜視図。
視図。
図。
葺き状態を示す縦断側面図。
ジュール瓦の斜視図。
ジュール瓦の縦断側面図。
ジュール瓦の斜視図。
状態の一部を示す縦断正面図。
モジュール瓦の縦断側面図。
モジュール瓦の分解斜視図。
Claims (8)
- 【請求項1】 アルミニウムダイカスト製の瓦本体と、
この瓦本体の上面に設けられた太陽電池モジュール取付
け部と、この太陽電池モジュール取付け部に金属フレー
ムによって機械的に固定された太陽電池モジュールとを
具備したことを特徴とする太陽電池モジュール瓦。 - 【請求項2】 アルミニウムダイカスト製の瓦本体と、
この瓦本体の上面に設けられた凹陥部と、この凹陥部に
収納された太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュ
ールを前記瓦本体に機械的に固定する金属フレームとを
具備したことを特徴とする太陽電池モジュール瓦。 - 【請求項3】 前記瓦本体は、軒側に凸状縁部を有し、
この凸状縁部に1個もしくは複数個の排水溝を有してい
ることを特徴とする請求項2記載の太陽電池モジュール
瓦。 - 【請求項4】 前記金属フレームは、瓦本体に対して複
数本のねじで固定されていることを特徴とする請求項1
または2記載の太陽電池モジュール瓦。 - 【請求項5】 前記瓦本体の凹陥部は、少なくとも一辺
部にアンダーカットによって形成された係合部を有し、
前記太陽電池モジュールの端部を前記係合部に差込固定
したことを特徴とする請求項2記載の太陽電池モジュー
ル瓦。 - 【請求項6】 前記係合部は、瓦本体の軒側に設けら
れ、太陽電池モジュールの軒側端部が差込み係合される
とともに、瓦本体の棟側には太陽電池モジュールの棟側
端部を押える押え部材を有していることを特徴とする請
求項5記載の太陽電池モジュール瓦。 - 【請求項7】 前記係合部は、瓦本体の凹陥部における
3辺部に設けられ、残りの一辺部には太陽電池モジュー
ルの差込み部が設けられていることを特徴とする請求項
5記載の太陽電池モジュール瓦。 - 【請求項8】 前記瓦本体の凹陥部の内周面には掛止部
を有し、太陽電池モジュールの縁部に係合した複数個の
掛止金具を前記掛止部に弾性的に掛合して太陽電池モジ
ュールを瓦本体に固定したことを特徴とする請求項2に
記載の太陽電池モジュール瓦。
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