JP2004238997A - Roofing material-integrated solar battery module - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平形の屋根材ブロックに太陽電池を搭載した屋根材一体型太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
頭記の屋根材一体型太陽電池モジュールとして、横葺き式の屋根材ブロック(平形瓦)の上面に太陽電池を装着し、その太陽電池から屋根材の後縁側に引き出した出力ケーブルを介して太陽電池モジュールの相互間,およびパワーコンディショナに通じる出力母線ケーブル(配線ケーブル)との間で直列,並列に配線して太陽光発電システムを構築するようにした構成のものが知られている(例えば、特許文献1,特許文献2参照。)。
【0003】
次に、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールの構造、およびモジュール相互間の配線構造を図5,図6で説明する。
【0004】
図5において、1はセメント,モルタル,金属材料,強化プラスチックなどを素材として作られた平型の屋根材ブロック(瓦)、2は太陽電池である。ここで、太陽電池2は単結晶,多結晶系シリコン,あるいはアモルファス系シリコンの太陽電池素子を表面保護材(例えば、ETFEなどのフッ素系樹脂フィルム),封止材(例えば、EVA(エチレン 酢酸ビニル共重合体))で封止したフィルム基板形の薄膜太陽電池であり、その裏面中央に出力端子ボックス3を取付け、この出力端子ボックス3から太陽電池2の出力端子に接続した正極(+),負極(−)の出力ケーブル4,5を引き出し、各出力ケーブル4,5にコネクタ4a,5aを取付けた構成になる。
【0005】
一方、屋根材ブロック1には、その上面側に太陽電池2,出力端子ボックス3を収容する凹部1a,1b、および出力端子ボックスの収容凹部1bと屋根材1の後縁(棟側)との間に前記出力ケーブル4,5を収容する配線凹溝1cが形成されており、ここに太陽電池2,出力端子ボックス3および出力ケーブル4,5を嵌入してシリコーンなどの接着剤で接合している。なお、1dは隣接する屋根材ブロックと重ね継ぎするための袖形フランジ部、1eは屋根材ブロック1を屋根の野地板に固定する釘の通し穴である。
【0006】
次に、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールの複数枚を建屋の屋根に葺設して太陽光発電システムを構築する配線構造、およびその配線作業を図6で説明する。
【0007】
すなわち、太陽電池2の直流出力を交流に変換して商用電力系統に連系するパワーコンディショナ(インバータ)の入力電圧は一般にDC200V程度である。これに対して、住宅用建屋の屋根に葺設する太陽電池付き屋根瓦の一枚当たりの出力電圧は、屋根瓦のサイズによって異なる。そこで、図6で示すように複数枚の屋根材一体型太陽電池モジュール(太陽電池付き瓦)6をアレイ状に横葺きした状態で、左右に並ぶ所定枚数(太陽電池一枚当たりの出力電圧が50Vであれば4枚)を単位として、横並びするモジュールの太陽電池2(#1〜#4で表す)の間で各太陽電池2から引き出した出力ケーブル4,5のコネクタ4aと5aを接続し、太陽電池#1〜#4の相互間を直列接続して出力電圧を200Vに昇圧したモジュールブロックを構成する。次に、アレイ状に並べて横葺きした太陽電池モジュール6の列に沿ってその棟側に正極,負極の出力母線ケーブル7,8を敷設した上で、前記モジュールブロックの両端に並ぶ太陽電池2(#1,#4)から後縁側(棟側)に引き出した+極,−極の出力ケーブル4,5のコネクタ4a,5aを出力母線ケーブル7,8の分岐コネクタ9に極性を合わせて並列接続する。以下、軒から棟側に順に横葺きした各列の太陽電池モジュールについても前記と同様な配線作業を行った後、各列の出力母線ケーブル7,8の末端を接続ボックスに集約させてパワーコンディショナに接続する。
【0008】
また、前記の配線構造とは別に、太陽電池モジュールの出力端子ボックスにケーブル接続用のコネクタを設けておき、棟側に敷設した出力配線ケーブルから分岐したコネクタ付き接続ケーブルを太陽電池モジュールの出力端子ボックスに接続するようにした配線構造も知られている(例えば、特許文献3参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−9326号公報(図7、図9)
【特許文献2】
特開平10−135499号公報(図1、図2)
【特許文献3】
特開2000−68547号公報(図1、図9)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールを家屋の屋根に葺設した上で、その棟側に出力ケーブル,出力母線ケーブルを引き回してモジュール相互間を直列,並列に接続する際には施工面で次記のような問題点がある。
【0011】
すなわち、屋根の軒側から棟側に向けて順に1列分の太陽電池モジュール6を横葺きした段階で、各モジュールの太陽電池2に付属する出力ケーブル4,5(図5参照)とは別に棟側に出力母線ケーブル7,8を引き回した上で、モジュールの相互間,およびモジュールと出力母線ケーブル7,8との間を直列,並列に配線し、しかもこの配線作業を各列ごとに屋根材ブロック1の敷設と並行して行うようにしている。
【0012】
この場合に、屋根材ブロックの葺設および配線作業は傾斜した屋根上で足場の狭い環境で行うことから、作業足場にケーブルが乱雑に引回し配線されていると、作業員の足にケーブルが絡んで転倒したりする危険がある。また屋根材ブロック1を屋根の野地板に並べて釘打ちする場合には、一段下のモジュール列に沿ってその棟側に敷設した配線ケーブルが屋根材ブロックの裏側に隠れて見えないため、ケーブルが釘打ち位置の真下に敷設されていると釘打ちでケーブルを傷付けるおそれもある。
【0013】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、多数枚のモジュールを家屋の屋根などに葺設し、これに配線を施して太陽光発電システムを構築する際の施工作業が安全に行えるように改良した屋根材一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、屋根材ブロックの上面に太陽電池を設けた構成になり、その複数枚をアレイ状に並べて屋根面に横葺きし、その棟側に沿って敷設した配線ケーブルに前記太陽電池を直列もしくは並列に接続して太陽光発電システムを構築する屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、
屋根材ブロックの後縁に、前記配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設し、屋根材ブロックの葺設と並行して行う配線作業の際に、前記ブロック列の棟側に引回した配線ケーブルをクランプ部材を介して屋根材ブロックの後縁に添わせて固定するようにする(請求項1)。
【0015】
上記のように、屋根に葺設した太陽電池モジュールの列に沿ってその棟側に引き回した配線ケーブルをケーブルクランプ部材で屋根材ブロックの後縁に固定することにより、配線ケーブルが施工の妨げになることなく屋根上に十分な作業足場を確保して太陽電池モジュールの葺設,配線作業を安全に行うことができる。また、配線ケーブルが屋根材ブロックの後縁に添わせた位置に固定されているので、その上に重ねて棟側に葺設する別な屋根材ブロックを野地板に釘止めする際にケーブルを傷付けるおそれもなくて施工の信頼性向上が図れる。
【0016】
また、前記のケーブルクランプ部材は、具体的に次記のような態様で構成するものとする。
【0017】
(1) ケーブルクランプ部材を独立部品として屋根材ブロックの後縁に着脱可能に取付けるようにする(請求項2)。
【0018】
(2) ケーブルクランプ部材を、屋根材ブロックの後縁に係止する取付部とケーブル保持部を一体に成形した樹脂成形品で構成する(請求項3)。
【0019】
(3) 前項(2) におけるケーブルクランプ部材の取付部に二股状の爪付き脚片を形成し、該脚片を屋根材ブロックの後縁に形成した水返し段付き部に上下から係止して取付けるようにする(請求項4)。
【0020】
(5) 前項(2) におけるケーブルクランプ部材のケーブル保持部に、周面一部を切欠いた断面C字形もしくはコ字形のケーブル嵌合溝を形成し、この溝内に配線ケーブルを嵌挿して固定するようにする(請求項5)。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図4の実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図5に対応する部材には同符号を付してその説明は省略する。
【0022】
まず、本発明の実施例による屋根材一体型太陽電池モジュールの全体構造を図1,図2に示す。すなわち、図示例の太陽電池モジュールは基本的に図5の構造と同様であるが、屋根材ブロック1の後縁側にはケーブルクランプ部材10を追加装備し、屋根材ブロック1の背後(棟側)に沿って敷設した配線ケーブル(出力母線ケーブルなど)7,8をクランプ部材10に固定するようにしている。
【0023】
ここで、ケーブルクランプ部材10はポリプロピレンなどの弾性,耐候性に優れた樹脂成形品になり、図3あるいは図4で示すように二股状の爪付き脚片10a−1,10a−2を有する取付部10aと、周面の一部を切欠いた断面C字形になるケーブル嵌合溝10b−1,10b−2,あるいは断面コ字形になるケーブル嵌合溝10b−3を形成したケーブル保持部10bとが一体に形成されている。
【0024】
そして、前記構成のケーブルクランプ部材10を屋根材ブロック1に取付けるには、前記した二股状の脚片10a−1,10a−2を屋根材ブロック1の後縁に嵌め込み、該縁部に形成した水返し段付き部1fに前記した脚片の爪を引っ掛けて係止固定する(図2参照)。なお、図1に示した図示例では3個のケーブルクランプ部材10を左右に分散して取付けているが、ケーブルクランプ部材10の取付位置,個数は施工現場の状況に合わせて適宜に選定するものとする。
【0025】
また、モジュールの棟側に引き回して敷設した+極および−極の配線ケーブル7,8は、ケーブルクランプ部材10のケーブル嵌合溝にはめ込み式に嵌挿し、図1に示すように屋根材ブロック1の後縁に添わせて固定支持した上で、太陽電池モジュールに設けた出力端子ボックス3の+極,−極コネクタに分岐接続する。ここで、図3に示すケーブルクランプ部材では、2本の配線ケーブル7,8を上下に並ぶ断面C字形のケーブル嵌合溝10b−1,10b−2に1本ずつ分けて嵌挿する。また、図4は配線ケーブルとして平形2心ケーブルを用いた場合に適用するケーブルクランプ部材であり、平形2心ケーブルを断面コ字形のケーブル嵌合溝10b−3に嵌め込んで固定する。
【0026】
上記のように、アレイ状に並べて屋根に葺設した太陽電池モジュールの列に沿ってその棟側に敷設した配線ケーブルを、屋根材ブロック1の後縁に添わせるようにクランプ部材10を介して固定することにより、従来では乱雑に引き回していた配線ケーブルが整然と並ぶようになる。これにより、屋根上の作業足場を確保できて太陽電池モジュールの葺設,配線作業を安全に行うことができる。また、葺設済みモジュールの棟側に次の屋根材ブロックを葺いて野地板に釘打ち固定する場合に配線済みのケーブルを傷付けるおそれもない。
【0027】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、屋根材一体型太陽電池モジュールの屋根材ブロックの後縁(棟側)に、配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設したことにより、配線ケーブルが施工の妨げになるとなく屋根上に十分な作業足場を確保して太陽電池モジュールの葺設,配線作業を安全に行うことができる。また、配線ケーブルが屋根材ブロックの後縁に添わせた位置に固定されているので、その上に重ねて棟側に葺設する別な屋根材ブロックを野地板に釘止めする際にケーブルを傷付けるおそれもなくて施工の信頼性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わる屋根材一体型太陽電池モジュールに配線を施した状態を表す構成斜視図
【図2】図1の矢視X−X断面図
【図3】図1におけるケーブルクランプ部材の構成斜視図
【図4】図3と形状の異なるケーブルクランプ部材の構成斜視図
【図5】従来における屋根材一体型太陽電池モジュールの構造を表す分解斜視図
【図6】図5の屋根材一体型太陽電池モジュールに対応する葺設および配線構造を表す説明図
【符号の説明】
1 屋根材ブロック
1f 水返し段付き部
2 太陽電池
3 出力端子ボックス
6 屋根材一体型太陽電池モジュール
7,8 配線ケーブル
10 ケーブルクランプ部材
10a 取付部
10a−1,10a−2 爪付き脚片
10b ケーブル保持部
10b−1,10b−2,10b−3 ケーブル嵌合溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a roofing-integrated solar cell module in which a solar cell is mounted on a flat roofing material block.
[0002]
[Prior art]
As a roofing-integrated solar cell module mentioned above, a solar cell is mounted on the upper surface of a horizontal roofing block (flat tile), and the solar cell is output from the solar cell through an output cable drawn to the rear edge of the roofing material. There is known a configuration in which a solar power generation system is constructed by wiring in series or parallel between battery modules and between an output bus cable (wiring cable) leading to a power conditioner (for example, ,
[0003]
Next, the structure of the roof material-integrated solar cell module and the wiring structure between the modules will be described with reference to FIGS.
[0004]
In FIG. 5,
[0005]
On the other hand, the
[0006]
Next, a wiring structure for constructing a photovoltaic power generation system by laying a plurality of the roof material-integrated solar cell modules on the roof of a building and a wiring operation thereof will be described with reference to FIG.
[0007]
That is, the input voltage of the power conditioner (inverter) that converts the DC output of the
[0008]
Separately from the above wiring structure, a connector for cable connection is provided in the output terminal box of the solar cell module, and a connection cable with a connector branched from the output wiring cable laid on the ridge side is connected to the output terminal of the solar cell module. A wiring structure connected to a box is also known (for example, see Patent Document 3).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-9326 (FIGS. 7 and 9)
[Patent Document 2]
JP-A-10-135499 (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-68947 (FIGS. 1 and 9)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-mentioned roofing material integrated solar cell module is laid on the roof of a house, an output cable and an output bus cable are routed to the ridge side to connect the modules in series or in parallel. Therefore, there are the following problems.
[0011]
That is, at the stage where one row of the
[0012]
In this case, roofing and wiring work of the roofing material block is performed on a sloping roof in an environment with narrow scaffolds, so if cables are routed messyly on the work scaffold, cables will be There is a risk of falling over due to entanglement. In addition, when the
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, to lay a large number of modules on a roof of a house or the like, and to wire them to construct a solar power generation system. It is an object of the present invention to provide a roof material-integrated solar cell module improved so that the construction work can be performed safely.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a solar cell is provided on an upper surface of a roofing material block, and a plurality of the solar cells are arranged in an array and laterally roofed on a roof surface. In a roofing material integrated solar cell module for building a solar power generation system by connecting the solar cells in series or in parallel to the laid wiring cable,
At the rear edge of the roofing material block, a cable clamp member for holding the wiring cable along the roofing material block is attached, and when wiring work performed in parallel with roofing of the roofing material block, the building of the block row is used. The wiring cable routed to the side is fixed along the rear edge of the roofing material block via a clamp member (claim 1).
[0015]
As described above, by fixing the wiring cable routed to the ridge side along the row of solar cell modules laid on the roof to the rear edge of the roofing material block with a cable clamp member, the wiring cable hinders construction A sufficient work platform can be secured on the roof without any trouble, and the roofing and wiring work of the solar cell module can be performed safely. In addition, since the distribution cable is fixed at the position along the rear edge of the roofing material block, when the roofing block is nailed to the baseboard with another roofing material block that is laid on it and laid on the building side There is no risk of damage, and the reliability of construction can be improved.
[0016]
Further, the cable clamp member is specifically configured in the following manner.
[0017]
(1) The cable clamp member is detachably attached to the rear edge of the roofing material block as an independent component (claim 2).
[0018]
(2) The cable clamp member is formed of a resin molded product in which a mounting portion and a cable holding portion that are locked to the rear edge of the roofing material block are integrally formed.
[0019]
(3) A bifurcated leg with a claw is formed at the mounting portion of the cable clamp member according to the above (2), and the leg is locked from above and below with a water return stepped portion formed on the rear edge of the roofing material block. (Claim 4).
[0020]
(5) A cable fitting groove having a C-shaped or U-shaped cross section with a partially cut-out peripheral surface is formed in the cable holding portion of the cable clamp member in the above item (2), and a wiring cable is inserted and fixed in the groove. (Claim 5).
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the examples of FIGS. In the drawings of the embodiment, members corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0022]
First, FIGS. 1 and 2 show the overall structure of a roofing-integrated solar cell module according to an embodiment of the present invention. That is, the solar cell module of the illustrated example is basically the same as the structure of FIG. The wiring cables (such as output bus cables) 7 and 8 laid along are fixed to the
[0023]
Here, the
[0024]
In order to attach the
[0025]
The + and-
[0026]
As described above, the wiring cables laid on the ridge side along the rows of the solar cell modules laid on the roof in an array form via the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a cable clamp member for holding a wiring cable along a roof material block is provided at the rear edge (ridge side) of the roof material block of the roof material integrated solar cell module. Accordingly, the wiring cable does not hinder the construction, and a sufficient work platform is secured on the roof, and the roofing and wiring work of the solar cell module can be performed safely. In addition, since the distribution cable is fixed at the position along the rear edge of the roofing material block, when the roofing block is nailed to the baseboard with another roofing material block that is laid on it and laid on the building side There is no risk of damage, and the reliability of construction can be improved.
[Brief description of the drawings]
1 is a configuration perspective view showing a state in which wiring is applied to a roof material-integrated solar cell module according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 1; FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a cable clamp member having a different shape from that of FIG. 3; FIG. 5 is an exploded perspective view showing the structure of a conventional roofing-integrated solar cell module; FIG. Diagram showing the roofing and wiring structure corresponding to the roofing material integrated solar cell module
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記屋根材ブロックの後縁に、前記配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。A solar cell is provided on the top surface of the roofing material block. A plurality of the solar cells are arranged in an array and laid on the roof surface, and the solar cells are connected in series and in parallel to a wiring cable laid along the ridge side. In the roofing-integrated solar cell module to build a solar power generation system
A roof material-integrated solar cell module, wherein a cable clamp member for holding the wiring cable along the roof material block is attached to a rear edge of the roof material block.
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