JP2004044280A - 太陽電池モジュール取付構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】屋根上における太陽電池モジュールの設置箇所によって太陽電池モジュールを設計変更することなく、代替え屋根瓦部の防水効果を高める。
【解決手段】太陽電池モジュール10の保持枠12と、隣接する太陽電池モジュール10の保持枠12との突き合わせ部の下方に、屋根の傾斜方向に沿った水路を形成するように、保持枠12から分離された水切り部材20Aが設けられており、水切り部材20A内に、水切り部材20Aと該水切り部材20Aの上方の保持枠12との間をシールする弾性シール材30Aが設けられている。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅用太陽光発電システムに使用される太陽電池モジュールの取付構造に関し、より具体的には、太陽電池モジュール設置箇所における屋根瓦を太陽電池モジュールに置き換える瓦置き換え式の太陽電池モジュールの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
住宅用の太陽光発電システムに使用される太陽電池モジュールを屋根上に設置するためのモジュール取付構造の一つとして、太陽電池モジュール設置箇所における屋根瓦を太陽電池モジュールに置き換える形式がある。瓦置き換え式などと呼ばれるこの形式では、屋根瓦を兼ねる太陽電池モジュールが、屋根瓦に代えて屋根上に設置される。このような瓦置き換え式太陽電池モジュールの従来例の一つが特開平11−200561号公報に記載されている。
【0003】
特開平11−200561号公報に記載された太陽電池モジュールでは、図6に示すように、屋根下地50の上に所定数の太陽電池モジュール90が屋根瓦60に代えて傾斜方向及び水平方向に配列されている。ここで、傾斜方向とは、屋根の棟から軒に向かう縦方向であり、水平方向とは傾斜の方向に直角な横方向である。
【0004】
個々の太陽電池モジュール90は、長方形状の太陽電池モジュール本体91と、これを内側に保持する保持枠92とを備えている。保持枠92は、一対の縦枠93Lおよび93Rの両端部同士を、横枠(図示せず)によって連結した長方形の枠形状になっている。一方の縦枠93Lは、太陽電池モジュール本体91の側縁部が嵌合する溝部が内側面に設けられた縦枠本体93aと、この縦枠本体93aの下端部から外側へ水平に延出した下側アンダーラップ片94とを有している。また、他方の縦枠93Rは、太陽電池モジュール本体91の縁部が嵌合する溝部が内側面に設けられた縦枠本体93bと、該縦枠本体93bの上端部から外側へ水平に延出した上側オーバーラップ片95とを有している。
【0005】
下側アンダーラップ片94の先端部は、上方に向かってほぼ直角に折れ曲がっており、上側オーバーラップ片95の先端部は、下方に向かってほぼ直角に折れ曲がっている。
【0006】
このような太陽電池モジュール90は、屋根瓦と同様、屋根下地50の上に傾斜方向及び水平方向に所定の重なりをもって配列され、両側の縦枠93Lおよび93Rが取り付け板100を介して、ネジ110によって屋根下地50に固定されている。
【0007】
水平方向に配列された複数の太陽電池モジュール90に注目すると、隣接する太陽電池モジュール90の間は、下側アンダーラップ片94に上側オーバーラップ片95が相互に重なることによって、シールされて、各太陽電池モジュール90の太陽電池モジュール本体91がそれぞれ防水されている。水平方向の一方の端部に配置された太陽電池モジュール90と、その外側の屋根瓦60との間は、その屋根瓦60の下に下側アンダーラップ片94が配置されることによってシールされて、その太陽電池モジュール90の太陽電池モジュール本体91が防水されている。
【0008】
また、水平方向の他方の端部に配置された太陽電池モジュール90と、その外側の屋根瓦60との間は、断面がL字形状の水切り板120と、その水平部上に配置された弾性防水材130とによってシールされており、その太陽電池モジュール90の太陽電池モジュール本体91が防水されている。
【0009】
このような太陽電池モジュールの取付構造では、水平方向に隣接する太陽電池モジュール90の間に、一方の太陽電池モジュール90の保持枠92における縦枠93Lに設けられた下側アンダーラップ片94によって、水切り用の水路が形成されており、他方の太陽電池モジュール90の保持枠92における縦枠93Rに設けられたオーバーラップ片95と、その隣の縦枠93Lとの隙間から浸入する雨水は、縦枠93Lに設けられた下側アンダーラップ片94によって形成された水切り用の水路を流れる。そして、太陽電池モジュール90が屋根瓦と同様に縦方向に重なりをもって配列されることにより、雨水は、傾斜方向の下方に配置された太陽電池モジュール90の下側アンダーラップ片94に流下する。
【0010】
このような構成によって、隣接する太陽電池モジュール90の間から浸入する雨水は、流量を増しながらこの水路を棟側から軒側の方向へ流れることになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
隣接する太陽電池モジュール90の間に形成される水切り用の水路を流れる雨水の流量は、太陽電池モジュール90の設置箇所によって大きく異なる。即ち、屋根上の棟に近い部分に太陽電池モジュール90を設置した場合は、水路を流れる雨水の流量は少ないが、屋根上の軒に近い部分に太陽電池モジュール90を設置した場合は、この流量は多くなる。このように、下側アンダーラップ片94内を雨水の流量が多くなると下側アンダーラップ片94内の雨水がオーバーフローして、太陽電池モジュール本体91の裏面に流入するおそれがある。このため、太陽電池モジュール90の設置箇所によって、下側アンダーラップ片94によって形成される水路の幅、深さ等を設計変更する必要がある。
【0012】
しかしながら、従来の太陽電池モジュール90においては、水切り用の水路を形成する下側アンダーラップ片94は、その保持枠92の一方の縦枠93Lに一体的に形成されている。このため、下側アンダーラップ片94を設計変更する場合には、太陽電池モジュール90の保持枠93全体を設計変更する必要があり、下側アンダーラップ片94を設計変更することが容易でないという問題がある。
【0013】
屋根の傾斜方向の異なる位置に太陽電池モジュール90が配置される場合においても、下側アンダーラップ片94を設計変更しない場合には、傾斜方向の下側に配置される太陽電池モジュール90の太陽電池モジュール本体91裏面に対する防水が不完全になるおそれがある。
【0014】
また、屋根の傾斜方向の異なる位置に太陽電池モジュール90が配置されることに対応するように、所定の形状に形成された下側アンダーラップ片94を有する保持枠92を予め準備する場合には、製造および保管等のコストが上昇し、経済性が損なわれるおそれがある。
【0015】
このような問題は、太陽電池モジュール90の保持枠92における下側アンダーラップ片94が、屋根瓦60の側部と重なる場合にも発生する。
【0016】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、屋根における傾斜方向のいずれの位置に太陽電池モジュールが配置されても、太陽電池モジュールを設計変更することなく、太陽電池セルを確実に防水することができる太陽電池モジュールの取付構造を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュール取付構造は、太陽電池モジュール本体の周縁部に保持枠が設けられた太陽電池モジュールが、屋根瓦に代えて、前記屋根の水平方向に配列されて屋根に取り付けられた太陽電池モジュール取付構造であって、各太陽電池モジュールの保持枠と、隣接する太陽電池モジュールの保持枠または屋根瓦との突き合わせ部の下方に、前記屋根の傾斜方向に沿った水路を形成するように、保持枠から分離された水切り部材が設けられており、該水切り部材内に、該水切り部材と、該水切り部材の上方の保持枠との間をシールする弾性シール部材が設けられていることを特徴とする。
【0018】
前記水切り部材は、太陽電池モジュールの保持枠を屋根上に固定するネジにより、前記弾性シール部材と共に屋根上に固定されている。
【0019】
前記弾性シール部材は、前記水切り部材上に位置する保持枠の横幅にほぼ等しい横幅を有する。
【0020】
前記屋根瓦は、一方の側部にその側部の上部から側方に突出した庇部を有すると共に、他方の側部に、その側部の上部から側方に突出した突部を有しており、前記弾性シール部材は、前記突部より厚く設計されている。
【0021】
前記弾性シール部材は、上面又は下面に突起を有する。
前記保持枠は、軒側の端部が、軒側に配置された保持枠の棟側の端部上に、水平方向の取り付け金具を介して固定されている。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0023】
図1および図2は、本発明の太陽電池モジュール取付構造の実施形態の一例を示す断面図である。この太陽電池モジュール取付構造は、住宅屋根の一部に太陽電池モジュール10を設置するために使用され、屋根下地50の上に葺かれた屋根瓦60に代えて、本発明の太陽電池モジュール10が設置される。
【0024】
屋根瓦60は、石綿スレート瓦、金属瓦等の平板瓦である。この屋根瓦60は、平板状の瓦本体部61を有しており、瓦本体部61の両側の側部下面に、下方に突出するように形成された形成された支持部61aがそれぞれ設けられている。瓦本体部61における一方の支持部61aの上部には、側方に突出した庇部62が、瓦本体部61と一体的に設けられている。また、図2に示すように、瓦本体61に設けられた他方の支持部61aの下部には、側方に突出する突部63が、支持部61aと一体的に設けられている。
【0025】
このような屋根瓦60は、屋根下地50の上に瓦桟70を利用して屋根に固定される。瓦桟70は、図3に示すように、屋根の棟から軒に向かう傾斜方向に直角な水平方向に沿った状態で、その傾斜方向に、屋根瓦60の取り付けピッチと同じピッチで屋根下地50の上に取り付けられている。そして、屋根瓦60は、棟側の端部が、瓦桟70上に配置され、軒側の端部が、その屋根瓦60に対して軒側に配置された屋根瓦60の棟側の端部上に重ねられる。このようにして、所定数の屋根瓦60が傾斜方向に沿って配列される。
【0026】
一方、水平方向においては、屋根瓦60は、一方の側縁部に形成された庇部62を、隣接する屋根瓦60の他方の側縁部に形成された突部63に重ねられる。このようにして、所定数の屋根瓦60が水平方向に沿って配列される。
【0027】
このように配列される屋根瓦60の一部に代えて、太陽電池モジュール10が屋根上に設置される。太陽電池モジュール10は、傾斜方向および水平方向にそれぞれ連続した複数の屋根瓦60にそれぞれ代えて配置され、屋根における長方形の面積に対応して配置される。従って、水平方向に並んで配置された太陽電池モジュール10の両側には、それぞれ、屋根瓦60が設けられており、また、傾斜方向に並んで配置された太陽電池モジュール10の両側にも、それぞれ、屋根瓦60が設けられている。
【0028】
太陽電池モジュール10は、長方形状の太陽電池モジュール本体11と、この太陽電池モジュール本体11を内側に保持する長方形状の保持枠12とを備えている。保持枠12は、屋根の傾斜方向に延びる一対の縦枠12aと、水平方向に延びる一対の横枠(図示せず)とを組み合わせた長方形の枠形状に形成されており、縦枠12aおよび横枠の内側面に、太陽電池モジュール本体11の各側縁部が嵌合する保持溝12bが形成されている。保持枠12における屋根の傾斜方向の寸法は、屋根瓦60の同方向の寸法と実質的に同一になっている。保持枠12の水平方向の寸法は、屋根瓦60の水平方向の配列ピッチの整数倍にほぼ等しくなっている。
【0029】
太陽電池モジュール10は、屋根下地50上に傾斜方向及び水平方向に所定の個数ずつ並べて配置され、それぞれの保持枠12を、ネジ釘40によって屋根下地50上の瓦桟70に固定することにより、屋根下地50上に設置される。
【0030】
屋根の傾斜方向においては、所定数の太陽電池モジュール10が、屋根瓦60と同様に、所定の重なりをもって屋根下地50上に配列される。各太陽電池モジュール10は、図3に示すように、棟側の端部が瓦桟70上に載せられており、軒側の端部が、瓦桟70上に載せられた軒側に隣接する太陽電池モジュール10の棟側の端部上に、取り付け金具80によって固定されている。
【0031】
取り付け金具80は、L字形状のアングルであり、その水平部が瓦桟70上に載せられた軒側に隣接する太陽電池モジュール10の棟側の端部と共に、瓦桟70に固定されており、その垂直部が、棟側に位置する太陽電池モジュール10の軒側の端面に固定されている。
【0032】
太陽電池モジュール10は、屋根瓦60の突部63が隣接する場合には、保持枠12の一部が、その突部63の上方に配置される。
【0033】
屋根の水平方向に沿って配置された太陽電池モジュール10の間は、第1の水切り部材20A(図1参照)によって防水されている。また、太陽電池モジュール10と隣接する屋根瓦60の庇部62との間は、第2の水切り部20B(図1参照)によって防水されており、さらに、太陽電池モジュール10と隣接する屋根瓦60の庇部62との間は、さらに第3の水切り部20C(図2参照)によって防水されている。
【0034】
第1の水切り部材20Aは、図1に示すように、水平方向に隣接する各太陽電池モジュール10の保持枠12における相互に突き合わせられたそれぞれの縦枠12aの下方に沿って配置されている。第1の水切り部材20Aは、金属板によって形成されており、水平方向に隣接する各太陽電池モジュール10の相互に突き合わせられたそれぞれの縦枠12aを下側から覆うような幅寸法を有し、また、各側縁部には、上方に向かって立ち上げられた立ち上げ部21がそれぞれ設けられている。
【0035】
相互に突き合わされた各縦枠12aと、その下方に配置された水切り部材20Aとの間には、各縦枠12aの下面全体を覆うように板状の弾性シール部材30Aが配置されている。
【0036】
第1の水切り部20Aは、太陽電池モジュール10の保持枠12を固定するネジ釘40によって、保持枠12および弾性シール部材30Aと共に、屋根下地50上の瓦桟70に固定されている。これにより、相互に突き合わされた各縦枠12aを下側から覆う水切り水路が形成される。弾性シール部材30Aは、保持枠12を固定するネジ釘40によって、保持枠12及び水切り部材20Aと共に、厚み方向に圧縮されて、相互に隣接する一対の太陽電池モジュール10の各保持枠12と第1の水切り部20Aとの間をシールした状態で固定されている。
【0037】
第2の水切り部材20Bは、図2に示すように、水平方向の一方の端部に位置する太陽電池モジュール10と、その太陽電池モジュール10に隣接する屋根瓦60との間を防水するために設けられており、その電池モジュール10の側縁部に沿って配置されている。第2の水切り部材20Bも、金属板によって形成されており、水平方向に隣接する縦枠12aを下側から覆うとともに、屋根瓦60の庇部62の下方に位置するような幅寸法を有し、また、各側縁部には、上方に向かって立ち上げられた立ち上げ部22がそれぞれ設けられている。
【0038】
第2の水切り部材20Bの上方に設けられた縦枠12aと、第2の水切り部材20Bとの間には、その縦枠12aの下面を覆う板状の弾性シール部材30Bが配置されている。
【0039】
第2の水切り部20Bも、太陽電池モジュール10の保持枠12を固定するネジ釘40によって、縦枠12aおよび弾性シール部材30Aと共に、屋根下地50上の瓦桟70に固定されている。これにより、屋根瓦60の庇部62に隣接する縦枠12aを下側から覆うように、水切り水路が形成される。弾性シール部材30Aは、保持枠12を固定するネジ釘40によって、保持枠12及び水切り部材20Aと共に、厚み方向に圧縮されて、太陽電池モジュール10の各保持枠12と第2の水切り部20Bとの間をシールした状態で固定されている。
【0040】
第3の水切り部材20Cは、図2に示すように、水平方向の他方の端部に位置する太陽電池モジュール10と、その太陽電池モジュール10に隣接する屋根瓦60との間を防水するために設けられており、その電池モジュール10の側縁部に沿って配置されている。第3の水切り部材20Cも、金属板によって形成されており、屋根瓦60の突部63が設けられた支持部61aと、その突部63上に載せられた縦枠12aとを下側から覆うような幅寸法を有し、また、各側縁部には、上方に向かって立ち上げられた立ち上げ部23がそれぞれ設けられている。
【0041】
第3の水切り部材20Cの上方に設けられた縦枠12aと、第2の水切り部材20Bとの間には、屋根瓦60の突部63に圧力が加わらないように、その突部63の厚さよりも若干厚くなった弾性シール部材30Cが配置されている。
【0042】
第3の水切り部20Cも、太陽電池モジュール10の保持枠12を固定するネジ釘40によって、縦枠12aおよび弾性シール部材30Cと共に、屋根下地50上の瓦桟70に固定される。これにより、屋根瓦60の突部63とこの突部63に隣接する縦枠12aとを下側から覆うように、水切り水路が形成される。弾性シール部材30Cは、保持枠12の縦枠12aを固定するネジ釘40によって、縦枠12a及び第3の水切り部材20Cと共に、厚み方向に圧縮されて、保持枠12の縦枠12aと第3の水切り部20Cとの間をシールした状態で固定されている。
【0043】
この場合、弾性シール部材30Cは、屋根瓦60の突部63の厚さよりも若干厚くなっているために、その突部63に圧力が加わるおそれがない。
【0044】
第1〜第3の各水切り部材30A〜30Cは、傾斜方向においては、軒側の端部を、軒側に配置された第1〜第3の各水切り部材30A〜30Cそれぞれの棟側の端部に重ねつつ、配置されている。
【0045】
本実施形態の太陽電池モジュール取付構造によると、水平方向に隣接する2つの太陽電池モジュール10の突き合わせ部に隙間ができる。並列する2つの縦枠12a間に形成されるこの隙間は、下方の弾性シール部材30Aによりシールされている。このため、隙間からの雨水の侵入及び砂塵の侵入が抑制される。
【0046】
また、この隙間から雨水が侵入しても、並列する縦枠12aの下方に両者に跨がって第1水切り部材20Aが配置されて、傾斜方向の水切り水路が形成されているために、その隙間から侵入した雨水は、この水切り部材20Aに集められて、軒側へ順次排出される。
【0047】
この場合、第1の水切り部材20Aを流れる雨水の流量は、太陽電池モジュール10の配置位置によって大きく異なる。即ち、第1の水切り部材20Aの雨水の流量は、屋根の棟に近い部分に太陽電池モジュール10を設置した場合には少ないが、屋根の軒に近い部分に太陽電池モジュール10を設置した場合には多くなる。従って、屋根の棟に近い部分に太陽電池モジュール10を設置した場合には、第1の水切り部材20Aを、多量の雨水が流れるように、設計変更するにより、弾性シール部材30Aによって隣接する太陽電池モジュール10の間を確実にシールすることができ、太陽電池モジュール本体11を確実に防水することができるる。
このように、第1の水切り部材20Aは、太陽電池モジュール10の保持枠12から分離されているために、太陽電池モジュール10の設置個所にかかわらず、太陽電池モジュール10の保持枠を特に設計変更する必要がない。
【0048】
同様に、モジュール列の一方の端部に位置する太陽電池モジュール10とその外側の屋根瓦60との突き合わせ部においても、太陽電池モジュール10の屋根の傾斜方向の設置個所にかかわらず、太陽電池モジュール10の保持枠12を特に設計変更することなく、保持枠12から分離した第2の水切り部材20Bの設計変更によって、弾性シール部材30Bにより、太陽電池モジュール10と屋根瓦の間を確実にシールすることができ、太陽電池モジュール本体11を確実に防水することができる。
【0049】
さらに、同様に、モジュール列の他方の端部に位置する太陽電池モジュール10とその外側の屋根瓦60との突き合わせ部においても、太陽電池モジュール10の屋根の傾斜方向の設置個所にかかわらず、太陽電池モジュール10の保持枠12を特に設計変更することなく、保持枠12から分離した第3の水切り部材20Cの設計変更によって、弾性シール部材30Cにより、太陽電池モジュール10と屋根瓦60の間を確実にシールすることができ、太陽電池モジュール本体11を確実に防水することができる。
【0050】
図4は弾性シール部材30の他の例を示している。図4に示す弾性シール部材30は、下方の水切り部材20A〜20Cと接触する下面に、幅方向の両側に沿って、下方に突出する突起31が、一体的に設けられている。一対の突起31は、下方の水切り部材20A〜20Cに対して高い押圧力にて接触するために、弾性シール部材30と下方の水切り部材20A〜20Cとの接触性が高められ、水切り部材20A〜20Cとのシール性が向上する。
【0051】
さらに、図5に示すように、弾性シール部材30は、上方の太陽電池モジュール10の縦保持枠12aと接触する上面にも、幅方向の両側に沿って、上方に突出する突起32を一体的に設けられてもよい。この場合には、一対の突起32によって、上方の縦保持枠12aとのシール性も向上することになる。
【0052】
なお、弾性シール部材30は、上方の太陽電池モジュール10の縦保持枠12aと接触する上面にのみ、幅方向の両側に沿って、上方に突出する突起32を一体的に設けられてもよい。
【0053】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュール取付構造は、このように、保持枠から分離された水切り部材と、その上方の保持枠との間を弾性シール材によってシールするようになっているために、屋根における傾斜方向のいずれの位置に太陽電池モジュールが配置されても、太陽電池モジュールを設計変更することなく、代替え屋根瓦部の防水効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池モジュール取付構造の一部を水平方向について示す縦断面図である。
【図2】本発明の太陽電池モジュール取付構造の別の部分を水平方向について示す縦断面図である。
【図3】本発明の太陽電池モジュール取付構造を傾斜方向について示す横断面図である。
【図4】その太陽電池モジュール取付構造に使用される弾性シール部材の他の例を示す縦断面図である。
【図5】その太陽電池モジュール取付構造に使用される弾性シール部材のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図6】従来の太陽電池モジュールの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10 太陽電池モジュール
11 太陽電池セル
12 保持枠
12a 縦枠
12b 保持溝
20A 第1水切り部材
20B 第2水切り部材
20C 第3水切り部材
30A〜30B 弾性シール部材
40 ネジ釘
50 屋根下地
60 屋根瓦
70 瓦桟

Claims (6)

  1. 太陽電池モジュール本体の周縁部に保持枠が設けられた太陽電池モジュールが、屋根瓦に代えて、前記屋根の水平方向に配列されて屋根に取り付けられた太陽電池モジュール取付構造であって、
    各太陽電池モジュールの保持枠と、隣接する太陽電池モジュールの保持枠又は屋根瓦との突き合わせ部の下方に、前記屋根の傾斜方向に沿った水路を形成するように、保持枠から分離された水切り部材が設けられており、該水切り部材内に、該水切り部材と、該水切り部材の上方の保持枠との間をシールする弾性シール部材が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール取付構造。
  2. 前記水切り部材は、太陽電池モジュールの保持枠を屋根上に固定するネジにより、前記弾性シール部材と共に屋根上に固定されている請求項1に記載の太陽電池モジュール取付構造。
  3. 前記弾性シール部材は、前記水切り部材上に位置する保持枠の横幅にほぼ等しい横幅を有する請求項1に記載の太陽電池モジュール取付構造。
  4. 前記屋根瓦は、一方の側部にその側部の上部から側方に突出した庇部を有すると共に、他方の側部に、その側部の上部から側方に突出した突部を有しており、前記弾性シール部材は、前記突部より厚く設計されている請求項1に記載の太陽電池モジュール取付構造。
  5. 前記弾性シール部材は、上面又は下面に突起を有する請求項1に記載の太陽電池モジュール取付構造。
  6. 前記保持枠は、軒側の端部が、軒側に配置された保持枠の棟側の端部上に、水平方向の取り付け金具を介して固定されている請求項1に記載の太陽電池モジュール取付構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101831996A (zh) * 2010-03-18 2010-09-15 无锡意凯顺得科技有限公司 模块化太阳能集热建筑构件
CN107317545A (zh) * 2017-08-23 2017-11-03 中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 一种屋面光伏桥式支撑系统

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