JP2009127327A - 太陽電池の屋根上への設置構造及び設置工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
太陽電池を屋根上に設置するための設置構造であって、太陽電池セルを金属板上に載置して一体化した金属板一体型太陽電池を屋根材上に縦葺きに配設して形成した太陽電池パネル、該太陽電池パネルから電力を取り出すための正極及び負極からなり該太陽電池パネルの水上側に設置された出力端子、及び水上側で棟包み内部に収容され、該出力端子が接続されたジョイントボックスを備えてなる太陽電池の屋根上への設置構造及び設置工法。
強風、豪雨に対する対策や、配線収納用のスペースの配置を必要としない太陽電池の設置が可能となり、耐候性の改善により太陽電池の耐久性が向上する。
【選択図】図1
Description
(1)太陽電池を屋根上に設置するための設置構造であって、太陽電池セルを金属板上に載置して一体化した金属板一体型太陽電池を屋根材上に縦葺きに配設して形成した太陽電池パネル、該太陽電池パネルから電力を取り出すための正極及び負極からなり該太陽電池パネルの水上側に設置された出力端子、及び水上側で棟包み内部に収容され、該出力端子が接続されたジョイントボックスを備えてなることを特徴とする太陽電池の屋根上への設置構造。
(2)金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルが金属板上に載置されて一体となった構造を有する上記(1)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(3)金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルから電力を取り出すための正極及び負極からなる出力端子を該太陽電池の水上側に設置されたジョイントボックスに接続した構造を有する上記(1)又は(2)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(4)金属板一体型太陽電池の複数個が直列に接続されて太陽電池パネルを形成している上記(1)又は(2)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(5)少なくとも3個以上の金属板一体型太陽電池が直列に接続され、その中間に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えている上記(4)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(6)複数の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池において、最も水下側に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えると共に、水下側のスルーラインの端子と水下側の電極端子が短絡されている上記(4)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(7)太陽電池セルに沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び正負のいずれか一方の出力端子を水上側に、他の出力端子を水下側に有する太陽電池セルを有し、水上側の一方の電極端子と水上側のスルーラインの端子が水上側でジョイントボックスに接続されると共に、太陽電池セルの水下側の他の電極が直接水上側でジョイントボックスに接続されている構成を有する金属板一体型太陽電池を、最も水上側に位置する金属板一体型太陽電池として配設した上記(4)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(8)金属板一体型太陽電池を直列に接続するに当たり、隣接する太陽電池の電極端子間、及びスルーラインの端子間が金属一体型太陽電池の下面で接続されている上記(4)から(7)のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(9)金属板一体型太陽電池の下面に発泡軟質ポリフォーム層を有する上記(8)に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(10)ジョイントボックスが、最も水上側の金属板一体型太陽電池の水上側上面に配設されている上記(1)から(9)のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
(12)金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルが金属板上に載置されて一体となった構造を有する上記(11)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(13)金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルから電力を取り出すための正極及び負極からなる出力端子が該太陽電池の水上側に設置されたジョイントボックスに接続された構造を有する上記(11)又は(12)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(14)金属板一体型太陽電池を複数個直列に接続して設置する上記(11)又は(12)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(15)少なくとも3個以上の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、その中間に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えている上記(14)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(16)複数の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、最も水下側に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周にそって設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に有すると共に、水下側のスルーラインの端子と水下側の電極端子が短絡されている上記(14)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(17)太陽電池セルに沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に有する太陽電池セルを有し、水上側の一方の電極端子と水上側のスルーラインの端子が水上側でジョイントボックスに接続されると共に、太陽電池セルの水下側の他の電極が直接水上側でジョイントボックスに接続されている構成を有する金属板一体型太陽電池を、最も水上側に位置する金属板一体型太陽電池として配設する上記(14)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(18)金属板一体型太陽電池を直列に接続するに当たり、隣接する太陽電池の電極端子間、及びスルーラインの端子間を金属一体型太陽電池の下面で接続する上記(14)から(17)のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(19)金属板一体型太陽電池の下面に発泡軟質ポリフォーム層を有する上記(18)に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
(20)ジョイントボックスを、最も水上側の金属板一体型太陽電池の水上側上面に配設する上記(11)から(19)のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
本発明により屋根上に設置された金属板一体型太陽電池の一例を図1に示す。図1では、直列に連結された複数の金属板一体型太陽電池2からなる太陽電池パネルが、屋根上に4系列で屋根の斜面に沿って「縦葺」きに設置されている。平板状の金属板一体型太陽電池2と平坦な屋根材(屋根下葺材7)とは接着剤等の適宜手段により結合されているため、架台等を設置する必要は無い。また、屋根材の有効溝幅を変えることで一般地域と強風地域に対応することができる。金属板一体型太陽電池の最も水上側となるジョイントボックス5を有する部分が棟包み3内に収納されるように設置されている。なお、本発明において、水上側とは棟に近い方向を、水下側とは軒に近い方向を意味するものとする。
(1)太陽電池を屋根上に設置するための専用架台が不要となり、架台の作製費用その設置費用が無くなり、低コストで太陽電池を設置できる。
(2)太陽電池を簡便な方法で屋根に設置でき、交換、修理などが容易である。
(3)太陽電池を屋根の流れ方向に合わせて多段に設置する際に、太陽電池モジュールの外周に沿って設けたスルーラインを一方のリード線と並行に設置することで、金属板一体型太陽電池の下側に配線スペースを特別に取ることなく設置できる。
(4)太陽電池の出力端子を接続するジョイントボックスを、屋根面の棟に沿って取り付けられている棟包みの内部に収納することで、棟包み部材により電気的接続部材の露出を防ぐことができ、離れて配置されている他の太陽電池とも簡便に接続できる。
(5)電気的接続部材のカバー材等が必要ないので、部品点数の増加を防止でき、かつ屋根の美観の低下を防止することができる。
(6)電気的接続部材は、屋根の最上部に取り付けられる棟包みの内部に収納されているため、傾斜している屋根面を流れる雨水等の浸入がほとんどない。このため、電気的接続部材を雨水等から保護するために防水材を設けるなどの特別な防水処理を行う必要がほとんどなく、太陽電池の耐久性が向上する。
(7)隣接配置された複数系列の太陽電池間を電気的に接続する場合には、ケーブル類を棟包みの内部に通し接続することが可能となり、太陽電池の切り欠き加工等を行わなくても配線作業が容易に行なえる。
柔軟性を持つフィルム型太陽電池セル(商品名:FWAVE 富士電機システムズ株式会社製)を、EVA系接着剤によってガルバニウム鋼板(商品名:JFEガルバニウム鋼板、JFE鋼板株式会社製)に貼り付けることにより金属板一体型太陽電池を作製した。金属板一体型太陽電池からなるパネルを屋根上に設置した外観を図1に示す。図1では、複数の金属板一体型太陽電池が連結された太陽電池パネルを屋根上に4系列で縦葺きして設置した。太陽電池パネルと屋根材は、接着剤を使用して一体化し、架台等は設置しなかった。太陽電池パネルの最も水上側に設けられたジョイントボックスは棟包み内に収納されるように設置した。
最小単位となる金属板一体型の太陽電池を3個、直列に連結した、その概要を図4に示す。各単位となる金属一体型太陽電池の基本構造は、金属板の中央に太陽電池セルが一体化され、太陽電池セルの一方の電極(正極)のリード線は水上側に引き出され、他方の電極(負極)のリード線は水下側に引き出されて端子を形成している。また、該太陽電池には太陽電池セルの外周に沿ってスルーライン(リード線)を設けた。スルーラインの両端はそれぞれ水下側と水上側に位置する端子に接続した。アース線には水下側と水上側に接続用の端子を設けた。以上の構造を有する金属板一体型太陽電池(A)を用意した。
2:金属板一体型太陽電池
3:棟包み
4:桟木
5:ジョイントボックス
6:ケーブル
7:屋根下葺材
8:屋根下地
9:リード線
10:スルーライン(リード線)
11:アース線
12:アース端子
13:ショートバー型コネクタ
14:ハーモニカ型端子
15:棟換気ファン
16:棟換気用部材
17:リボンケーブル
18:軟質薄型ケーブル
19:発泡軟質ポリフォーム
1A:正極端子
1B:負極端子
100:金属板
Claims (20)
- 太陽電池を屋根上に設置するための設置構造であって、太陽電池セルを金属板上に載置して一体化した金属板一体型太陽電池を屋根材上に縦葺きに配設して形成した太陽電池パネル、該太陽電池パネルから電力を取り出すための正極及び負極からなり該太陽電池パネルの水上側に設置された出力端子、及び水上側で棟包み内部に収容され、該出力端子が接続されたジョイントボックスを備えてなることを特徴とする太陽電池の屋根上への設置構造。
- 金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルが金属板上に載置され一体となった構造を有する請求項1に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルから電力を取り出すための正極及び負極からなる出力端子を該太陽電池の水上側に設置されたジョイントボックスに接続した構造を有する請求項1又は2に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 金属板一体型太陽電池の複数個が直列に接続されて太陽電池パネルを形成している請求項1又は2に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 少なくとも3個以上の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、その中間に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外側に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えている請求項4に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 複数の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、最も水下側に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えると共に、水下側のスルーラインの端子と水下側の電極端子が短絡されている請求項4に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び正負のいずれか一方の出力端子を水上側に、他の出力端子を水下側に有する太陽電池セルを有し、水上側の一方の電極端子と水上側のスルーラインの端子が水上側でジョイントボックスに接続されると共に、太陽電池セルの水下側の他の電極が直接水上側でジョイントボックスに接続されている構成を有する金属板一体型太陽電池を、最も水上側に位置する金属板一体型太陽電池として配設した請求項4に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 金属板一体型太陽電池を直列に接続するに当たり、隣接する太陽電池の電極端子間、及びスルーラインの端子間が金属一体型太陽電池の下面で接続されている請求項4から7のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 金属板一体型太陽電池の下面に発泡軟質ポリフォーム層を有する請求項8に記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- ジョイントボックスが、最も水上側の金属板一体型太陽電池の水上側上面に配設されている請求項1から9のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置構造。
- 太陽電池を屋根上に設置するための設置工法であって、太陽電池セルを金属板上に載置して一体化した金属板一体型太陽電池を屋根材上に縦葺きに配設して太陽電池パネルを形成し、該太陽電池パネルから電力を取り出すための正極及び負極からなる出力端子を該太陽電池パネルの水上側に設置し、該出力端子が接続されたジョイントボックスを水上側で棟包み内部に収容することを特徴とする太陽電池の屋根上への設置工法。
- 金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルが金属板上に載置されて一体となった構造を有する請求項11に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 金属板一体型太陽電池が、フィルム型太陽電池セルから電力を取り出すための正極及び負極からなる出力端子が該太陽電池の水上側に設置されたジョイントボックスに接続された構造を有する請求項11又は12に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 金属板一体型太陽電池を複数個直列に接続して設置する請求項11又は12に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 少なくとも3個以上の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、その中間に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に備えている請求項14に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 複数の金属板一体型太陽電池が直列に接続されている太陽電池パネルにおいて、最も水下側に位置する金属板一体型太陽電池が、太陽電池セルの外周に沿って設けられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、及び太陽電池セルの正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に有すると共に、水下側のスルーラインの端子と水下側の電極端子が短絡されている請求項14に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 太陽電池セルの外周に沿ってもうけられ、水上側及び水下側に端子を有するスルーライン、正負のいずれか一方の電極端子を水上側に、他の電極端子を水下側に有する太陽電池セルを有し、水上側の一方の電極端子と水上側のスルーラインの端子が水上側でジョイントボックスに接続されると共に、太陽電池セルの水下側の他の電極が直接水上側でジョイントボックスに接続されている構成を有する金属板一体型太陽電池を、最も水上側に位置する金属板一体型太陽電池として配設する請求項14に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 金属板一体型太陽電池を直列に接続するに当たり、隣接する太陽電池の電極端子間、及びスルーラインの端子間を金属一体型太陽電池の下面で接続する請求項14から17のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- 金属板一体型太陽電池の下面に発泡軟質ポリフォーム層を有する請求項18に記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
- ジョイントボックスを、最も水上側の金属板一体型太陽電池の水上側上面に配設する請求項11から19のいずれかに記載の太陽電池の屋根上への設置工法。
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