JP2007224538A - 太陽電池パネル、及び太陽電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
太陽電池装置が設置された屋根材のメンテナンスや、太陽電池モジュールの配線のメンテナンスが簡単にできるようにすることである。
【解決手段】
取付金具５及び台座６を介してレール状の架台４を、屋根面のＹ方向に一定の取付間隔Ｋ₁ をおいて敷設すると共に、ガスケット１の内側溝部１ｂと太陽電池モジュールＭ₁ の周縁の端面部との間に隙間ｅが生じるように、前記ガスケット１に太陽電池モジュールＭ₁ を嵌合保持させて太陽電池パネルＰ₁ を構成し、枠材Ｗ₁ の背面板部７の回動作用部７ａを、対応する架台４の上部に設けられた枠材挿入空間部１７に嵌合挿入させ、太陽電池パネルＰ₁ が、前記架台４に対して、該架台４の長手方向と直交する垂直面内で回動可能になるように取付ける。
【選択図】 図４

Description

本発明は、建物の屋根面又は壁面に配設される太陽電池パネル、及び太陽電池装置に関するものである。

住宅や工場等の建物の屋根面に太陽電池装置を設置する場合、各太陽電池パネルの表面が、太陽が真南にあるときの光線にほぼ垂直になるように、前記各太陽電池モジュールを３０°程度に傾斜させている。しかし、近時においてはデザイン上の観点から、平坦屋根の場合には、該屋根面（水平面）よりも４〜６°傾斜させて、傾斜屋根の場合には、該屋根面に平行に設置することが多くなっている。太陽電池装置については、例えば下記の技術が開示されている（特許文献１参照）。

従来の太陽電池装置Ａ’について説明する。図２１及び図２２に示されるように、平坦屋根の屋根材７１に取付けられた取付金具７２に、レール状の架台７３が所定の取付間隔をおいて敷設されている。該架台７３の一端部に、シール材７４を介して太陽電池モジュール７５の前端部を把持するための各第１把持具７６が固着されていて、同じく他端部に、太陽電池モジュール７５の後端部を把持するための各第２把持具７７が取付けられている。各第２把持具７７は断面略Ｌ字状であり、架台７３における起立側面部に固着されていて、各第２把持具７７が太陽電池モジュール７５の後端部を把持する高さ位置は、各第１把持具７６が太陽電池モジュール７５の前端部を把持する高さ位置よりも高い。このため、太陽電池モジュール７５は、第１及び第２の各把持具７６，７７によって所定の取付角度θ’だけ傾斜した状態で配置される。

従来の太陽電池装置Ａ’の場合、各太陽電池モジュール７５が第１及び第２の各把持具７６，７７に不動状態で取付けられている。ここで、各太陽電池モジュール７５は、多数個の太陽電池素子と、それらの表面に取付けられた１枚のガラス板（いずれも図示せず）とから構成されている。別構造の太陽電池モジュールとしては、ガラス板にシリコンを吹き付けたり、シリンコフィルムを貼り付けた構成のものもある。このため、地震等による建物の変位が太陽電池モジュール７５に及ぶと、該太陽電池モジュール７５が損傷するおそれがある。

また、屋根材７１のメンテナンス（例えば、ペンキ補修、シール補修、清掃等）をしたり、太陽電池モジュール７５の配線のメンテナンスをしたりするときには、各太陽電池モジュール７５を撤去しなければならず、大掛かりなものとなってしまう。そして、屋根材７１と太陽電池モジュール７５との間に形成された空間部Ｑは、ほぼ密閉状態となるため、該空間部Ｑの温度が上昇し、建物の内部の温度を上昇させてしまう。更に、前記架台７３が鉄製のものである場合、重量物となって建物に悪影響を及ぼすと共に、雨水により腐食するおそれがある。
特開２００３−９６９８７号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、地震等の変位によって太陽電池モジュールが損傷されないようにすること、及び、屋根材等のメンテナンスが容易にできる太陽電池装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、建物の屋根面又は壁面に所定間隔をおいて平行に固定配置された２本のレール状の架台の間に配設される太陽電池パネルであって、前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールの周縁部に枠材が取付けられた構成であり、前記枠材における前記架台の長手方向と直交する方向の一端部は、前記２本の架台の一方に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に連結され、前記枠材の他端部は、前記２本の架台の他方に固定具を介して固定される構成であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、太陽電池パネルは、架台に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に連結されている。このため、固定具を外して、太陽電池パネルを構成する枠材の他端部と架台との固定を解いて、太陽電池パネルを回動させて持ち上げることによって屋根材又は壁材を露出させることができ、屋根材又は壁材や太陽電池モジュールの配線のメンテナンスを容易に行うことができる。また、架台に対する太陽電池パネルの枠材の他端部の高さ方向の固定位置の調整により、太陽電池モジュールの取付角度を設置場所に応じて最適なものとすることができる。更に、太陽電池モジュールが、建物の微動変位に追従可能である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記太陽電池モジュールは、ガスケットを介して枠材に取付けられていて、しかも、太陽電池モジュールの周縁部の端面とガスケットの内側面との間に隙間が設けられていることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、地震等により建物に変位が生じても、該変位が隙間に吸収され、太陽電池モジュールに及ぶおそれが少なくなる。このため、太陽電池モジュールが損傷しにくくなる。また、太陽電池モジュールと枠材との間にガスケットが介装されているため、両者の間で断熱が図られ、建物の内部の温度を上昇させるおそれが少なくなる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記太陽電池モジュールの前記他端部と架台との間には、太陽電池モジュールと屋根材又は壁材との間に形成される空間部に通風させるための通風孔が設けられていることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、通風孔が設けられていることにより、太陽電池モジュールの直下に形成される空間部に通風が行われ、建物の内部の温度を上昇させるおそれが更に少なくなる。太陽電池モジュールの発電効率は、所定温度（例えば２５°Ｃ）を超えると低下することが知られており、通風孔の存在により通風効果が高まることにより、太陽電池モジュールの温度上昇が抑制されて、発電効率を高めることが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記枠材の一端部の背面板部の下端には、上方に凸となった半割パイプ状の被嵌合部が設けられ、前記架台の上端部には、前記被嵌合部を内周側に嵌合可能とすべく半割パイプ状をしていて、上面に開口部が形成された嵌合部と、前記開口部に臨んだ状態で該開口部の直下に配置されて、前記被嵌合部を下方から支持する支持突条と、前記嵌合部の内側に形成された挿入空間部とが形成され、前記架台の挿入空間部の一端から、前記枠材の被嵌合部をスライド挿入することにより、荷重の一部が前記支持突条で支持された状態で、前記架台の嵌合部に前記枠材の被嵌合部が回動可能に支持される構成であることを特徴としている。

請求項４の発明によれば、架台の挿入空間部の一端から、枠材の被嵌合部をスライド挿入することにより、荷重の一部が支持突条で支持された状態で、架台の嵌合部に枠材の被嵌合部が回動可能に支持される構成であるので、架台に対して太陽電池パネルを回動可能に組み付ける作業が容易であると共に、架台に対する太陽電池パネルの回動連結構造が強固で、安定したものとなる。また、架台から太陽電池パネルを取り外す場合には、上記と逆の操作を行なえばよいので、太陽電池パネルの取外し作業も容易となる。

請求項５の発明は、建物の屋根面又は壁面に設置される太陽電池装置であって、平板状の太陽電池モジュールの周縁部が枠材に把持されて構成される太陽電池パネルと、建物の屋根面又は壁面に敷設されたレール状の架台とを備え、前記太陽電池パネルにおける前記架台の長手方向と直交する方向の一端部は、前記架台に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に連結されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１の発明を装置の観点から捉えたものであり、請求項１の発明と同様な作用効果が奏される。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記太陽電池パネルが回動可能に取付けられる架台と、該架台と対向して前記太陽電池パネルの反回動側の端部を固定するための別の架台との間隔を調整することにより、同一の太陽電池パネルが取付けられる傾斜角度を調整することを特徴としている。

請求項６の発明によれば、施工時に架台の間隔を変えるのみで、同一の太陽電池モジュール（又は太陽電池パネル）の傾斜角度を自在に調整できる。

本発明は、建物の屋根面に配設される太陽電池パネルであって、平板状の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの周縁部を把持するための枠材とから成り、前記枠材は、該枠材の基端部が、建物の屋根面に所定の取付間隔をおいて敷設されたレール状の架台に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に取付けられるように構成されていることを特徴としている。このため、太陽電池パネルを回動させて持ち上げることにより屋根材を露出させることができ、屋根材や太陽電池モジュールの配線のメンテナンスを容易にすることができる。また、太陽電池モジュール（又は太陽電池パネル）の取付角度を設置場所に応じて最適なものとすることができる。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は実施例１の太陽電池装置Ａ₁ が設置された建物Ｂ₁ の斜視図、図２は実施例１の太陽電池装置Ａ₁ の後方斜視図、図３は同じく平面図、図４は同じく一部を破断した側面図、図５は図４のＺ−Ｚ線断面図、図６は太陽電池パネルＰ₁ の分解斜視図、図７は同じく側面断面図、図８は枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａを、架台４の枠材挿入空間部１７に嵌合挿入させた状態の斜視図、図９は同様の状態の側面断面図である。

図１及び図２に示されるように、建物Ｂ₁ の屋根面に、実施例１の太陽電池装置Ａ₁ が設置されている。実施例１の太陽電池装置Ａ₁ は、図３ないし図５に示されるように、ガスケット１を介して平板状の太陽電池モジュールＭ₁ を枠材Ｗ₁ に装着させて構成される多数個の太陽電池パネルＰ₁ と、平坦屋根を有する建物Ｂ₁ の屋根材３に敷設されたレール状の架台４とから構成されている。各太陽電池パネルＰ₁ は、それらの前端部が、手前側の架台４に支持されると共に、それらの後端部が奥側の架台４に支持されて配設される。

最初に、屋根材３について説明する。図１ないし図３に示されるように、建物Ｂ₁ の屋根面には、正面視において略台形状が交互に連続した波形状となっていて、「ハゼ締め折板」と称される屋根材３が全面に亘って取付けられている。以下、正面視における屋根材３の左右方向（略台形状が交互に連続して波形状となっている方向）を「Ｘ方向」と記載して、符号Ｘで示すと共に、屋根材３の奥行方向（Ｘ方向と直交する水平方向）を「Ｙ方向」と記載して、符号Ｙで示す。屋根材３における各頂部の上面は水平になっていると共に、各頂部からＹ方向の全長に亘ってハゼ部３ａが突設されている。屋根材３の各頂部には、Ｙ方向に一定の取付間隔Ｋ₁ をおき、前記ハゼ部３ａを両側から包み込む形態で各取付金具５が取付けられている。そして、各取付金具５の上部にそれぞれ台座６が取付けられている。各台座６の上部に、Ｘ方向に沿ってレール状の架台４が敷設されている。

次に、枠材Ｗ₁ について説明する。図４ないし図７に示されるように、本実施例の枠材Ｗ₁ は、軽量金属の型材（本実施例の場合、アルミニウム）より成り、太陽電池モジュールＭ₁ の背面部を支持する背面板部７と、同じく両側面部を支持するための一対の側面板部８と、該一対の側面板部８を連結して枠材Ｗ₁ の全体の連結強度を高めるための角パイプから成る連結板部３２とから構成されている。前記背面板部７は略Ｆ字状であり、背面板部７の上端部から直角に上縁板部９ａが延設されていると共に、前記背面板部７における高さ方向のほぼ中央部よりも少し上部から直角に、中縁板部９ｂが延設されている。そして、背面板部７の下端部に、上方が凸となった半割パイプ状の回動作用部７ａが設けられている。また、前記各側面板部８は断面略Ｅ字状であり、上記背面板部７と同様に、その上端部、高さ方向のほぼ中央部よりも少し上部、及び下端部から直角に、それぞれ上縁板部１１ａ、中縁板部１１ｂ、下縁板部１１ｃが延設されている。下縁板部１１ｃの長さは、上方の各縁板部１１a,１１b の長さよりも少し長い。そして、各側面板部８の一端部（開放側の端部）で、中縁板部１１ｂと下縁板部１１ｃとの間には、取付ボルト１２（本実施例の場合、六角ボルト）のねじ部１２ａを挿通させるためのボルト孔８ａが設けられている。また、前記連結板部３２の両端部は、各側面板部８の下縁板部１１ｃに支持されていて、各下縁板部１１ｃの下方から締め込まれる取付ねじ３３によって固定される。これにより、太陽電池パネルＰ₁ の枠材Ｗ₁ は、背面板部７、一対の側面板部８及び連結板部３２により略方形枠状に構成される。この結果、枠材Ｗ₁ の剛性が高められ、地震等による枠材Ｗ₁ の変形が生じにくくなり、太陽電池モジュールＭ₁ を損傷させるおそれが少なくなる。

前記背面板部７の長手方向の両端部に、前記一対の側面板部８を固着させることにより、平面視において略コの字状の枠材Ｗ₁ が形成される。このとき、背面板部７の上縁板部９ａと中縁板部９ｂは、各側面板部８の上縁板部１１ａと中縁板部１１ｂに、連続状態で接合される。また、一対の側面板部８の各ボルト孔８ａは相対向して配置される。

次に、架台４について説明する。図６、図８及び図９に示されるように、架台４は軽量金属の型材（本実施例の場合、アルミニウム）より成る。架台４の断面形状は略逆Ｕ字状であり、その底面部は、Ｙ方向に沿って正面側及び背面側に延設されている。架台４の上端部には、枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａを内側に嵌合可能なように半割パイプ状の嵌合部１４が設けられていると共に、前記嵌合部１４のほぼ頂部は架台４の全長に亘って切り欠かれていて、枠材Ｗ₁ の背面板部７を配置するための開口部１３が形成されている。嵌合部１４の下端部には、両者を連結する上支持板部１５が段付き形状にして設けられていて、該上支持板部１５における幅方向（Ｙ方向）のほぼ中央部に、支持突条１６が架台４の全長に亘って立設されている。この結果、架台４の上部には、嵌合部１４、上支持板部１５、及び支持突条１６によって、枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａを嵌合挿入させるための枠材挿入空間部１７が形成される。ここで、前記支持突条１６の上端部は断面略円弧状になっていて、その上端面から嵌合部１４の内周面までの半径方向の距離は、枠材Ｗ₁ を構成する背面板部７の回動作用部７ａの厚みよりも少し大きい。

前記枠材挿入空間部１７に、枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａが嵌合挿入されたとき、枠材Ｗ₁ の背面板部７は、架台４の開口部１３に配置される。また、枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａは、該回動作用部７ａの外周面が嵌合部１４の内周面にほぼ接触し、かつ前記回動作用部７ａの内周面が支持突条１６の上端面にほぼ接触する状態で配置される。これにより、枠材Ｗ₁ が回動されたとき、前記回動作用部７ａと嵌合部１４及び支持突条１６との接触状態が外れることはない。この構造によって、太陽電池パネルＰ₁ を持ち上げると、その荷重の一部が支持突条１６で支持された状態で、太陽電池パネルＭ₁ を構成する枠材Ｗ₁ の一端部は、架台４に回動可能に連結（支持）される。

前述した上支持板部１５の下方には、下支持板部１８が設けられていて、上下の各支持板部１５，１８が起立板部１９によって連結されている。そして、前記上下の各支持板部１５，１８と前記起立板部１９により、固定金具２１（後述）を固定する取付ボルト２２（本実施例の場合、四角ボルト）の頭部を嵌合挿入させるボルト挿入空間部２３が設けられている。そして、架台４の背面部には、前記ボルト挿入空間部２３と外部とを連通させるための隙間２４が、架台４の全長に亘って設けられている。前記ボルト挿入空間部２３は、取付ボルト２２の頭部よりも大きく、また、前記隙間２４は、取付ボルト２２の頭部の外径よりも小さく、ねじ部２２ａの外径よりも僅かに大きい。このため、ボルト挿入空間部２３に嵌合挿入された取付ボルト２２は、ねじ部２２ａを架台４の背面部に突出させた抜け止め防止状態で保持される。

図６、図８及び図９に示されるように、上記した枠材Ｗ₁ の前端部は、固定金具２１を介して手前側の架台４に連結される。固定金具２１は平面視において略Ｌ字状であり、各屈曲部に取付ボルト１２，２２の各ねじ部１２a,２２a を挿通させるための各ボルト孔２１a,２１b が設けられている。固定金具２１は、一方側の屈曲部のボルト孔２１ａ（図９参照）に、架台４の背面部に突出された取付ボルト２２のねじ部２２ａが挿通され、該ねじ部２２ａにナット２５が締め込まれることによって架台４に固定される。そして、枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａが架台４の枠材挿入空間部１７に嵌合挿入され、前記枠材Ｗ₁ が架台４に対して、該架台４の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に支持される。このとき、枠材Ｗ₁ の前端部は自重により垂れ下がり、傾斜状態で配置される。この状態で、固定金具２１の他方側の屈曲部は、いずれかの側面板部８にほぼ接した状態で配置される。そして、枠材Ｗ₁ の内側から取付ボルト１２のねじ部１２ａが、側面板部８のボルト孔８ａ及び固定金具２１のボルト孔２１ｂに挿通され、該ねじ部１２ａの突出部分にナット２６が螺合される。該ナット２６が締め込まれることにより、固定金具２１を介して枠材Ｗ₁ が架台４に連結される。この結果、太陽電池パネルＰ₁ は、Ｙ方向に取付角度θで傾斜した状態で固定される。

前記背面板部７及び一対の側面板部８の各上縁板部９a,１１a に、ガスケット１が装着される。ガスケット１について説明する。図６及び図７に示されるように、ガスケット１は、平面視において略コの字状のゴム材より成り、横断面視における一方側（外側）の内側面部には、枠材Ｗ₁ の背面板部７及び側面板部８の各上縁板部９a,１１a に対応する外側溝部１ａが全長に亘って設けられていると共に、他方側（内側）の内側面部には、太陽電池モジュールＭ₁ の周縁部に対応する内側溝部１ｂが全長に亘って設けられている。前記内側溝部１ｂに、太陽電池モジュールＭ₁ の正面側を除く周縁部が装着されて、ガスケット１に太陽電池モジュールＭ₁ が支持される。そして、ガスケット１における両側の各内側溝部１ｂの前端部に各セッティングブロック２７が嵌合挿入され、各端部蓋２８によって閉塞される。各端部蓋２８は、リベット２９により、対応する側面板部８の中縁板部９ｂの所定位置に固定される。これにより、太陽電池パネルＰ₁(又は太陽電池モジュールＭ₁)が傾斜状態に配置されても、ガスケット１から太陽電池モジュールＭ₁ が抜け出ることが防止される。

図５及び図７に示されるように、Ｘ方向におけるガスケット１の相対向する各内側溝部１ｂどうしの間隔は、太陽電池モジュールＭ₁ におけるＸ方向の長さＬｘよりも少し長く、Ｙ方向におけるガスケット１の内側溝部１ｂの長さは、太陽電池モジュールＭ₁ におけるＹ方向の長さＬｙとセッティングブロック２７の長さＬｓの和よりも少し長い。このため、ガスケット１の各内側溝部１ｂと太陽電池モジュールＭ₁ の周縁の端面部との間に僅かな隙間ｅが形成される。地震等により建物Ｂ₁ に変位が生じたときであっても、該変位が隙間ｅに吸収され、太陽電池モジュールＭ₁ に変位が及ぶことはない。これにより、太陽電池モジュールＭ₁ の損傷が防止される。また、枠材Ｗ₁ と太陽電池モジュールＭ₁ との間にガスケット１が介装されていることにより、太陽電池モジュールＭ₁ で発生した熱が枠材Ｗ₁ に伝達されにくくなる（即ち、枠材Ｗ₁ と太陽電池モジュールＭ₁ との断熱性が良好となる）。このため、前記枠材Ｗ₁ から、架台４、取付金具５等を介して屋根材３に伝達される熱量も少なくなり、建物Ｂ₁ の内部の温度上昇が防止される。

図４に示されるように、前記ガスケット１のＹ方向の長さは、枠材Ｗ₁ の各側面板部８のＹ方向の長さよりも短い。このため、太陽電池モジュールＭ₁ の前端部（正面側の端部）と対応する架台４との間には、所定の大きさの通風孔３１が形成される。前記通風孔３１を介して、太陽電池モジュールＭ₁ と屋根材３との間に形成される空間部Ｑと外部との通風が図られ、建物Ｂ₁ の内部の温度上昇が更に防止される。また、特に夏場においては、通風孔３１の存在により太陽電池モジュールＭ₁ 自体の温度上昇を防止できて、太陽電池モジュールＭ₁ による発電効率を維持できる。更に、作業者が屋根面を歩行する際に、前記通風孔３１の部分に足を踏み入れることができるため、当該通風孔３１の部分を歩行することにより、所定の太陽電池パネルＰ₁ に近づくことが容易となる。

実施例１の太陽電池装置Ａ₁ を、建物Ｂ₁ の平坦屋根に設置するときの作用について説明する。図１及び図２に示されるように、ハゼ締め折板の屋根材３より成る建物Ｂ₁ の屋根面の所定位置に、各取付金具５が取付けられ、各取付金具５の上面に各台座６が取付けられる。各台座６の上面に各架台４が取付けられ、屋根面のＸ方向に沿って敷設される。各架台４は、屋根面のＹ方向に一定の取付間隔Ｋ₁(図４参照）をおいて並列に敷設される。図６に示されるように、前記架台４の長手方向の一端部から、該架台４の上部に設けられた枠材挿入空間部１７に、太陽電池パネルＰ₁ の枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａがスライドにより嵌合挿入される。図９に示されるように、前記回動作用部７ａの外周面は、架台４の嵌合部１４の内周面にほぼ接する状態で配置され、回動作用部７ａの内周面は、支持突条１６の上端面にほぼ接する状態で配置される。また、枠材Ｗ₁ の背面板部７は、前記嵌合部１４の間に形成された開口部１３に配置される。これにより、太陽電池パネルＰ₁ は、架台４に対して、該架台４の長手方向と直交する垂直面内で、開口部１３の形成角度の分だけ回動可能である。実施例１の太陽電池装置Ａ₁ の場合、前記開口部１３の形成角度は４５°であり、太陽電池パネルＰ₁ は、水平面に対して上方に４０°、下方に５°だけ回動可能である。

図４に示されるように、前記架台４に配設された太陽電池パネルＰ₁ は、該太陽電池パネルＰ₁ を構成する枠材Ｗ₁ の一対の側面板部８の前端部が固定金具２１を介して手前側の架台４に支持され、屋根面に対して所定の取付角度θに配置される。本実施例の場合、太陽電池モジュールＭ₁ の取付角度θは５°である。そして、図５に示されるように、各太陽電池パネルＰ₁ において、隣接する枠材Ｗ₁ の各側面板部８どうしは、両者の間に固定金具２１を介装させた状態で各ボルト孔８ａに取付ボルト１２のねじ部１２ａが挿通され、ナット２６が締め込まれることによって連結される。換言すれば、隣接する太陽電池パネルＰ₁ の枠材Ｗ₁ における各側面板部８どうしが、１個の固定金具２１を共通にして固定される。上記した結果、３個の太陽電池パネルＰ₁ がＸ方向に連結された状態で固定される。そして、建物Ｂ₁ のＸ方向及びＹ方向に沿って多数個の太陽電池パネルＰ₁ が並列に配設される。実施例１の太陽電池装置Ａ₁ の場合、図１に示されるように、Ｘ方向に沿って敷設された１本の架台４に対して３個の太陽電池パネルＰ₁ が連結状態で配設されたものが、Ｙ方向に沿って同一の取付角度θで連続に配設されている。このため、Ｙ方向の両端部の架台４を除く各架台４は、太陽電池パネルＰ₁ の基端部（枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａ）を回動可能に支持していると共に、奥側の太陽電池パネルＰ₁ の前端部を固定支持している。

図５及び図７に示されるように、各太陽電池パネルＰ₁ が配設された状態で、太陽電池モジュールＭ₁ の周縁の端面部２ａと、ガスケット１の内側溝部１ｂの内側面部との間には、それぞれ隙間ｅが設けられている。このため、地震等により建物Ｂ₁ に変位が生じても、該変位は隙間ｅに吸収され、太陽電池モジュールＭ₁ に及ぶことはない。この結果、建物Ｂ₁ の変位によって太陽電池モジュールＭ₁ が損傷することが防止される。そして、太陽電池モジュールＭ₁ と枠材Ｗとの間にガスケット１が介装されていることにより、太陽電池モジュールＭ₁ で発生した熱が枠材Ｗ₁ に伝達されにくくなる（即ち、太陽電池モジュールＭ₁ と枠材Ｗ₁ との断熱性が良好となる）。このため、前記太陽電池パネルＰ₁ から、架台４、取付金具５等を介して屋根材３に伝達される熱量も少なくなり、建物Ｂ₁ の内部の温度上昇が防止される。また、通風孔３１を介して、太陽電池モジュールＭ₁ と屋根材３との間の空間部Ｑと外部との通風が図られ、建物Ｂ₁ の内部の温度上昇が更に防止される。

実施例１の太陽電池装置Ａ₁ をメンテナンスする場合について説明する。従来の太陽電池装置Ａ’の場合、図２２に示されるように、太陽電池モジュール７５が不動状態で取付けられている。このため、太陽電池モジュール７５の直下の屋根材７１のメンテナンス（ペンキ補修、シール補修、清掃等）や太陽電池モジュール７５の配線のメンテナンスを行うためには、各太陽電池モジュール７５を取り外さなければならず、作業が大掛かりなものとなってしまう。更に、建物の微動変位が、太陽電池モジュール７５に直接及ぶため、該太陽電池モジュール７５を損傷させ易い。しかし、本実施例の太陽電池装置Ａ₁ の場合、図４に示されるように、枠材Ｗ₁ の一対の側面板部８と対応する固定金具２１とを連結している取付ボルト１２及びナット２６を取り外すことにより、太陽電池パネルＰ₁ の全体を回動させて持ち上げることができる。そして、太陽電池パネルＰ₁ を持ち上げることにより、該太陽電池パネルＰ₁ の直下の屋根材３が露出されるため、該屋根材３のメンテナンスや太陽電池モジュールＭ₁ の配線のメンテナンスをすることができ、作業が極めて容易である。また、作業者が屋根面を歩行する際に、各太陽電池パネルＰ₁ の通風孔３１の部分に足を踏み入れることができるため、所定の太陽電池パネルＰ₁ に近づくことが容易である。更に、太陽電池パネルＰ₁ の基端部は、架台４に嵌合挿入されていて、該架台４に対して僅かに遊動可能であるため、建物Ｂ₁ の微動変位にも追従可能である。

実施例１の太陽電池装置Ａ₁ では、太陽電池パネルＰ₁ が架台４に対して回動可能であるため、各太陽電池パネルＰ₁ の取付角度θを、該太陽電池装置Ａ₁ の設置場所に対応する最適なものにすることが容易である。ここで、実施例１の太陽電池装置Ａ₁ の場合、図４に示されるように、架台４どうしのＹ方向の取付間隔Ｋ₁ が６５０mmであり、各太陽電池パネルＰ₁ の取付角度θは５°である。もし、取付角度θを緩くする場合、いずれかの架台４の設置位置をずらして、取付間隔Ｋ₁'を長くする。図１０に示される例では、枠材Ｗ₁ の基端部側の架台４の取付位置をずらして、取付間隔Ｋ₁'を長くしてある。その状態の架台４と太陽電池パネルＰ₁ を二点鎖線で示す。この場合であっても、太陽電池パネルＰ₁ の全体が、架台４に対して回動可能に取付けられているため、枠材Ｗ₁ を構成する一対の側面板部８の長さを長くするだけで済み、各架台４及び枠材Ｗ₁ の背面板部７を変更する必要はない。逆に、取付角度θを急にする場合には、架台４どうしの取付間隔Ｋ₁ を短くすれば済む。上記した作業により、各太陽電池パネルＰ₁ の取付角度θを、太陽電池装置Ａ₁ の設置場所に応じた最適なものに容易にすることができる。

次に、別の実施例の太陽電池パネルＰ₁'について説明する。図１１（イ）は、太陽電池パネルＰ₁'の概略平面図、同（ロ）は、同（イ）のＴ−Ｔ線断面図である。本実施例の太陽電池パネルＰ₁'は、図１１に示されるように、枠材Ｗ₁'に対する太陽電池モジュールＭ₁ の支持構造が異なる。即ち、前記太陽電池パネルＰ₁'においては、枠材Ｗ₁'に対してガスケット１により太陽電池モジュールＭ₁ が取付けられているが、太陽電池パネルＰ₁'においては、全周が囲まれた枠材Ｗ₁'の上縁板部９ａと中縁板部９ｂとの間に、緩衝材６１とシール材６２とにより支持されている。即ち、ゴム等の弾性材からなる方形枠状の緩衝材６１の外側面に開口した溝部６１ａに枠材Ｗ₁'の中縁板部９ｂが挿入され、該緩衝材６１と、前記上縁板部９ａの裏面側に配置された方形枠状のシール材６２との間に、太陽電池モジュールＭ₁ の周縁部が挿入されることにより、枠材Ｗ₁'に対して太陽電池モジュールＭ₁ が保持されている。この構造によっても、地震等の発生時における建物の変位が太陽電池モジュールＭ₁ に及ばなくなると共に、振動等が前記緩衝材６１及びシール材６２に吸収されて、太陽電池モジュールＭ₁ の損傷を防止できる。

次に、実施例２の太陽電池装置Ａ₂ について説明する。図１２に示されるように、実施例２の太陽電池装置Ａ₂ を構成する架台３４は、実施例１の架台４と比較して、高さが高くなっていて、取付金具５に直接取付けられている。そして、前記架台３４には、高さ方向に一定の間隔Ｈをおいて複数本（本実施例の場合、３本）のボルト孔３４ａが、Ｙ方向に沿って貫通状態で設けられている。いずれかのボルト孔３４ａに取付ボルト３５のねじ部３５ａが挿通され、架台３４の背面部から突出される。前記ねじ部３５ａに、固定金具３６が取付けられる。実施例２の太陽電池装置Ａ₂ の場合、架台３４における取付ボルト３５の高さ方向の取付位置を容易に変えることができるため、取付角度θの調整が容易である。例えば、図１２に示される実施例の場合、架台３４における取付ボルト３５の取付位置を高くすることにより、太陽電池パネルＰ₂(又は太陽電池モジュールＭ₁)の取付角度θを緩くすることができる。

次に、実施例３の太陽電池装置Ａ₃ について説明する。図１３ないし図１５に示されるように、実施例３の太陽電池装置Ａ₃ は、建物Ｂ₂ の傾斜屋根面に設置されている。屋根材３７の上面には、Ｙ方向（屋根面の傾斜方向）に一定の取付間隔Ｋ₂ をおいて取付金具３８が取付けられていて、該取付金具３８の上面に、屋根のＸ方向に沿ってレール状の架台３９が敷設されている。架台３９の上部が断面視において半円形状で、その頂部に開口部が設けられていること、及び架台３９の背面部に全長に亘って隙間が設けられていて、取付ボルトのねじ部が突出されることは、実施例１の場合の架台４とほぼ同様であるため、詳細説明を省略する。そして、実施例１と同一の部材には、必要に応じて同一の符号を付して説明する。

本実施例の太陽電池パネルＰ₂ は、軽量金属材（本実施例の場合、アルミニウム）から成る方形枠状の枠材Ｗ₂ に、市販の太陽電池モジュールＭ₂ を装着させたものである。即ち、図１５に示されるように、枠材Ｗ₂ の上部には全周に亘って、断面略コの字状の溝部が設けられていて、該溝部にガスケット４２を介して太陽電池モジュールＭ₂ が嵌合固定されている。枠材Ｗ₂ の背面部には、背面板部４３が取付けられていて、該背面板部４３の下端部に延設された略割パイプ状の回動作用部４３ａが、架台３９の上部に嵌合挿入される。これにより、枠材Ｗ₂ は、架台３９に対して、該架台３９の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に支持される。

前記枠材Ｗ₂ の正面部には、Ｙ方向に沿って複数本（本実施例の場合、３本）の固定ボルト４４が、Ｘ方向に所定の間隔をおいて取付けられている。各固定ボルト４４のねじ部４４ａは枠材Ｗ₂ の正面部から前方に突出されていて、それらの前端部が、各ナット４５により固定金具４６と連結されている。前記固定金具４６は、架台３９の背面部に固着されている。固定金具４６において、固定ボルト４４のねじ部４４ａが支持される部分はＵ字状に切り欠かれているため（図１４参照）、作業者は、前記ねじ部４４ａを締め込んでいる各ナット４５を緩めるだけで、固定ボルト４４と固定金具４６との連結を解除できる。そして、そのまま固定ボルト４４を持ち上げることにより、枠材Ｗ₂ を回動させることができる。これにより、屋根材３７が露出され、該屋根材３７のメンテナンスや太陽電池モジュールＭ₂ の配線のメンテナンスを容易に行うことができる。更に、枠材Ｗ₂ の前端部と架台３９との間に通風孔４７が形成されるため、太陽電池パネルＰ₂ と屋根材３７との間に形成される空間部Ｑに通風が行われ、建物Ｂ₂ 内の温度上昇が抑止されると共に、作業者の歩行に利することとなる。

次に、実施例４の太陽電池装置Ａ₄ について、実施例３の太陽電池装置Ａ₃ と異なる部分について説明する。図１６及び図１７に示されるように、実施例４の太陽電池装置Ａ₄ を構成する太陽電池パネルＰ₂ 、架台３９、及び背面板部４３は、実施例３の太陽電池装置Ａ₃ のそれらと同一であるが、枠材Ｗ₂ の正面部に正面板部４８が固着されていること、及び前記正面板部４８と架台３９とを連結するための固定金具４９の形状が異なっている。即ち、前記固定金具４９は、側面視において略台形状であり、一方側の屈曲部４９ａが、架台３９の背面部に固定されていると共に、他方側の屈曲部４９ｂが、屋根面と平行状態となって架台３９の背面側に延設されている。前記固定金具４９は、枠材Ｗ₂ における幅方向（Ｘ方向）の両端部にのみ設けられているため、枠材Ｗ₂ の前端部と架台３９との間には、通風孔５１が形成される。前記他方側の屈曲部４９ｂに、枠材Ｗ₂ の正面板部４８が載置され、固定ねじ５２により両者が連結される。この状態で、太陽電池パネルＰ₂ は、屋根面とほぼ平行に配置される。

作業者は、前記固定ねじ５２を取り外し、正面板部４８と固定金具４９の連結を解除させる。そして、そのまま正面板部４８を持ち上げることにより、枠材Ｗ₂ を回動させることができる。前記正面板部４８の上端部が手前側に屈曲されて引掛け部４８ａとなっていて、作業者は、前記引掛け部４８ａに手を掛けて太陽電池パネルＰ₂ 全体を持ち上げることができるため、作業が容易である。これにより、屋根材３７が露出され、該屋根材３７のメンテナンスや太陽電池モジュールＭ₂ の配線のメンテナンスを容易に行うことができる。更に、枠材Ｗ₂ の前端部と架台３９との間に通風孔５１が設けられているため、建物Ｂ₂ 内の温度上昇が抑止される。実施例４の太陽電池装置Ａ₄ は、太陽電池モジュールＭ₂ の大きさを小さくすることなく、しかも、通風孔５１を形成して各太陽電池パネルＰ₂ を配置させることができる。このため、実施例３の太陽電池装置Ａ₃ と比較すると、太陽電池モジュールＭ₂ の大きさをそのままにして各架台３９どうしの取付間隔Ｋ₃ を短くすることができ（Ｋ₃ ＜Ｋ₂)、同一面積の屋根面に対してより多くの太陽電池パネルＰ₂ を配設することができる。

次に、実施例５の太陽電池装置Ａ₅ について説明する。図１８及び図１９に示されるように、実施例５の太陽電池装置Ａ₅ は、実施例３と同一の太陽電池パネルＰ₂ と、建物Ｂ₂ の屋根材３７に敷設されるレール状の架台５３と、前記太陽電池パネルＰ₂ を前記架台５３に支持させるための背面板部５４及び正面板部５５とから成る。前記架台５３の横断面形状は、上部に段付部５３ａを突出させた略方形枠状であり、前記段付部５３ａに、水密カバー５６と水密パッキン５７が取付けられる。前記架台５３の正面側の段付面には、太陽電池パネルＰ₂ の枠材Ｗ₂ の背面部に固着された断面略Ｌ字状の背面板部５４の屈曲部５４ａが載置される。そして、取付ねじ５８により、架台５３と背面板部５４が連結される。また、前記架台５３の背面側の段付面には、太陽電池パネルＰ₂ の枠材Ｗ₂ の正面部に固着された断面略Ｌ字状の正面板部５５の回動作用部５５ａを嵌合挿入させるための回動支持部５３ｂが、架台５３の全長に亘って設けられている。

前記太陽電池パネルＰ₂ は、正面板部５５の回動作用部５５ａが、対応する架台５３の端部からその回動支持部５３ｂに嵌合挿入されることにより、架台５３に対して回動可能に支持される。そして、背面板部５４の屈曲部５４ａが、対応する架台５３の正面側の段付面に載置されることにより、屋根面に対してほぼ水平に配置される。続いて、取付ねじ５８によって、架台５３と背面板部５４とが連結され、該架台５３の上部に水密カバー５６と水密パッキン５７が取付けられる。なお、図１９において、５９は、水密カバーを固定するための取付ねじである。

屋根材３７のメンテナンスや太陽電池モジュールＭ₂ の配線のメンテナンスを行う場合、水密カバー５６と水密パッキン５７が取り外され、取付ねじ５８が取り外される。そして、証明板部５５の回動作用部５５ａの軸心を中心に、太陽電池パネルＰ₂ 全体を回動させて持ち上げる。本実施例の太陽電池装置Ａ₅ の場合、太陽電池パネルＰ₂ の回動中心（回動作用部５５ａの軸心）が正面側に設けられていて、図２０に示されるように、枠材Ｗ₂ の正面板部５５が架台５３の段付部５３ａの上端面に当接するまで回動させることができる。このため、太陽電池パネルＰ₂ の回動角度を大きくすることができる（約９０°）。更に、前記太陽電池パネルＰ₂ を最大に回動させた状態で保持される。上記した結果、屋根材３７のメンテナンスや太陽電池モジュールＭ₂ の配線のメンテナンスが容易になる。

上記した各実施例の太陽電池装置Ａ₁ 〜Ａ₅ の各枠材Ｗ₁,Ｗ₂ は、アルミニウムより成る。このため、前記各枠材Ｗ₁,Ｗ₂ が鉄より成る場合と比較して、重量が約１／３となる。この結果、太陽電池装置Ａ₁ 〜Ａ₅ の重量が軽くなって、建物Ｂ₁,Ｂ₂ の屋根面に特別な補強がされていない場合であっても設置することができる。更に、雨水により腐食するおそれもない。

また、上記実施例１〜４においては、架台４の長手方向の一端部から、該架台４の上部に設けられた枠材挿入空間部１７に、太陽電池パネルＰ₁ の枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａをスライドにより嵌合挿入する構成により、架台４に対して太陽電池パネルＰ₁ を回動可能に支持できるため、組付け、及び分解が容易である利点があるが、架台に対して太陽電池パネルを回動可能に支持する構成は、上記実施例１〜４、及び同５の構造に限定されない。例えば、「ちょう番構造」、「ヒンジピン構造」等によって、上記回動構造を実現することも可能である。

また、本発明に係る太陽電池装置の設置場所としては、建物の屋根面、屋上面に限られず、建物の壁面に設置することも可能である。即ち、壁面の場合には、美観保持のために、配線を露出させることはできず、太陽電池モジュールと壁面との間に配線を配置する必要があり、このような場合でも、太陽電池パネルが架台に対して回動可能な構造であれば、一人の作業者によって、壁面、或いは太陽電池モジュールのメンテナンスが可能となる。

実施例１の太陽電池装置Ａ₁ が設置された建物Ｂ₁ の斜視図である。 実施例１の太陽電池装置Ａ₁ の後方斜視図である。 同じく平面図である。 同じく一部を破断した側面図である。 図４のＺ−Ｚ線断面図である。 太陽電池パネルＰ₁ の分解斜視図である。 同じく側面断面図である。 枠材Ｗ₁ の回動作用部７ａを、架台４の枠材挿入空間部１７に嵌合挿入させた状態の斜視図である。 同様の状態の側面断面図である。 太陽電池パネルＰ₁ の取付角度θを緩くする場合の作用説明図である。 （イ）は、太陽電池パネルＰ₁'の概略平面図、（ロ）は、（イ）のＴ−Ｔ線断面図である。 実施例２の太陽電池装置Ａ₂ の架台３４の側面図である。 実施例３の太陽電池装置Ａ₃ が建物Ｂ₂ の屋根面に設置された状態の斜視図である。 実施例３の太陽電池装置Ａ₃ の斜視図である。 同じく、一部を破断した側面図である。 実施例４の太陽電池装置Ａ₄ の斜視図である。 同じく、一部を破断した側面図である。 実施例５の太陽電池装置Ａ₅ の斜視図である。 同じく一部を破断した側面図である。 太陽電池パネルＰ₂ を回動させて保持した状態の作用説明図である。 従来の太陽電池装置Ａ’の斜視図である。 同じく側面図である。

符号の説明

Ａ₁ 〜Ａ₅ ：太陽電池装置
Ｂ₁,Ｂ₂ ：建物
ｅ：隙間
Ｍ₁,Ｍ₂ ：太陽電池モジュール
Ｐ₁,Ｐ₁'，Ｐ₂ ：太陽電池パネル
Ｑ：空間部
Ｗ₁,Ｗ₂ ：枠材
１：ガスケット
１ｂ：内側溝部（内側面）
３，３７：屋根材
４，３９，５３：架台
７a,４３a,５５a ：回動作用部（被嵌合部）
１７：枠材挿入空間部（挿入空間部）
２１：固定金具
３１，４７，５１：通風孔
５３ｂ：回動支持部（挿入空間部）

Claims (6)

1. 建物の屋根面又は壁面に所定間隔をおいて平行に固定配置された２本のレール状の架台の間に配設される太陽電池パネルであって、
   前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールの周縁部に枠材が取付けられた構成であり、
   前記枠材における前記架台の長手方向と直交する方向の一端部は、前記２本の架台の一方に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に連結され、前記枠材の他端部は、前記２本の架台の他方に固定具を介して固定される構成であることを特徴とする太陽電池パネル。
2. 前記太陽電池モジュールは、ガスケットを介して枠材に取付けられていて、しかも、太陽電池モジュールの周縁部の端面とガスケットの内側面との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
3. 前記太陽電池モジュールの前記他端部と架台との間には、太陽電池モジュールと屋根材又は壁材との間に形成される空間部に通風させるための通風孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池パネル。
4. 前記枠材の一端部の背面板部の下端には、上方に凸となった半割パイプ状の被嵌合部が設けられ、
   前記架台の上端部には、前記被嵌合部を内周側に嵌合可能とすべく半割パイプ状をしていて、上面に開口部が形成された嵌合部と、前記開口部に臨んだ状態で該開口部の直下に配置されて、前記被嵌合部を下方から支持する支持突条と、前記嵌合部の内側に形成された挿入空間部とが形成され、
   前記架台の挿入空間部の一端から、前記枠材の被嵌合部をスライド挿入することにより、荷重の一部が前記支持突条で支持された状態で、前記架台の嵌合部に前記枠材の被嵌合部が回動可能に支持される構成であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽電池パネル。
5. 建物の屋根面又は壁面に設置される太陽電池装置であって、
   平板状の太陽電池モジュールの周縁部が枠材に把持されて構成される太陽電池パネルと、
   建物の屋根面又は壁面に敷設されたレール状の架台とを備え、
   前記太陽電池パネルにおける前記架台の長手方向と直交する方向の一端部は、前記架台に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に連結されていることを特徴とする太陽電池装置。
6. 前記太陽電池パネルが回動可能に取付けられる架台と、該架台と対向して前記太陽電池パネルの反回動側の端部を固定するための別の架台との間隔を調整することにより、同一の太陽電池パネルが取付けられる傾斜角度を調整することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池装置。

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