JP2009299451A - 太陽電池モジュールの敷設構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、雪止部材の固定強度が大きく、雪止部材の設置に伴う発電量の低下を抑制可能な太陽電池モジュールの敷設構造の提供を課題とする。
【解決手段】本発明の太陽電池モジュールの敷設構造は、複数の太陽電池モジュール１０と、雪止部材１６０と、を備え、太陽電池モジュール１０は、基台８２と、基台８２に搭載された太陽電池パネル１２と、を有し、基台８２は、棟側に隣接する他の太陽電池モジュール１０の端部が積載される積載部７８を有し、雪止部材１６０は、挟持面１６２と、挟持面１６０に対して交差する雪止面１６４と、を有し、挟持面１６２は、一の太陽電池モジュール１０の積載部７８と、当該一の太陽電池モジュール１０の棟側に隣接する他の太陽電池モジュール１０の軒側の端部との間に挟まれ、雪止面１６４は、太陽電池パネル１２に対して交差する方向に突き出していることを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの敷設構造に関するものであり、特に積雪の滑落を阻止するための雪止部材を備えたものに関する。

近年、太陽電池パネルを有する太陽電池モジュールを建物の屋根等に敷設してその建物で消費する電力をまかなうと共に、余剰電力を電力会社に売却する太陽光発電システムが増加している。太陽電池パネルは、集積型太陽電池であり、ガラス基板に導電膜や半導体膜が積層され、これに複数の溝を設けて所定数の単体電池（太陽電池セル）を形成し、各太陽電池セルを電気的に直列接続させたものであり、１００［Ｖ］以上の電圧を得ることができるものも知られている。以下の特許文献１には、このような太陽電池パネルの製造方法が開示されている。特許文献１に開示されているような太陽電池パネルは、電気的に複数接続して太陽電池アレイを構成した状態で家屋などに敷設され、使用されている。また、従来より、下記特許文献２に開示されているように、太陽電池パネル上に積もった雪が滑落するのを防止するための方策を施したものがある。下記特許文献２に開示されている太陽電池付屋根用雪止めでは、太陽電池パネル上に降り積もった雪の重量に耐えうる構造とすべく、太陽電池パネルの支持用に設けた支持部材に雪止め部材を取り付けられている。
特開平１１−２９８０１７号公報 特開２０００−２７４０３０号公報

しかし、上記特許文献２に係る太陽電池付屋根用雪止めは、支持部材に対してネジ止めして固定されたブラケットに装着するだけのものであり、ブラケットの固定強度が必ずしも十分ではなかった。そのため、従来技術では、桁行方向に多数のブラケットを固定し、これらにわたって板状の太陽電池付屋根用雪止めを装着することで、各ブラケットに作用する荷重を分散する方策が採られていた。しかし、多数のブラケットを設けると、このブラケットの陰になる部分にある太陽電池パネルの発電量が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、雪の滑落防止用に設けられた雪止部材の固定強度が十分大きく、雪止部材の設置に伴う発電量の低下を最小限に抑制可能な太陽電池モジュールの敷設構造の提供を課題とする。

上記した課題を解決すべく提供される本発明の太陽電池モジュールの敷設構造は、建物の軒側から棟側へと葺き重ねられる複数の太陽電池モジュールと、積雪の滑落を阻止する雪止部材と、を備えた太陽電池モジュールの敷設構造であって、前記太陽電池モジュールは、基台と、当該基台上に搭載された太陽電池パネルと、を有し、前記基台は、棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの軒側の端部が積載される積載部を有し、前記雪止部材は、挟持面と、当該挟持面に対して交差する雪止面と、を有し、前記挟持面は、一の太陽電池モジュールの積載部と、当該一の太陽電池モジュールの棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの軒側の端部との間に挟まれ、前記雪止面は、前記他の太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルに対して交差する方向に突き出していることを特徴としている（請求項１）。

本発明の太陽電池モジュールの敷設構造では、軒側に配される一の太陽電池モジュールの積載部と、この太陽電池モジュールの棟側に隣接して配される他の太陽電池モジュールの軒側の端部との間に雪止部材の挟持面が挟みこまれた状態になる。ここで、棟側の太陽電池モジュールには、建物側に向けて作用する固定力や太陽電池モジュール自身の重量に加え、この太陽電池モジュールの上に降り積もった雪の重量が作用する。そのため、本発明の太陽電池モジュールの敷設構造では、棟側の太陽電池モジュールに対してよほど大きな外力が作用しない限り、太陽電池モジュールが重なる部分の間隔が拡がらず、降り積もった雪による重量が作用する程度では雪止部材が外れない。従って、本発明の太陽電池モジュールの敷設構造によれば、雪の重量が作用しても雪止部材がしっかりと固定された状態を維持でき、太陽電池パネルに対して交差する方向に突き出した雪止面により雪の滑落を防止することができる。

また、本発明の太陽電池モジュールの敷設構造では、雪止部材の固定強度が高いため、従来技術のように多くの雪止部材を取り付けなくても雪の重量を十分支持することができる。そのため、本発明の太陽電池モジュールの敷設構造では、雪止部材を設けることにより陰になる部分が少なく、雪止部材の設置に伴う発電量の低下を最小限に抑制することができる。

上記した太陽電池モジュールの敷設構造は、太陽電池モジュールが、基台の積載部に連結具を有し、軒側に配される一の太陽電池モジュールの基台に設けられた連結具と、当該一の太陽電池モジュールの棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの基台とを連結させることにより連結構造部が形成され、当該連結構造部に隣接する位置に雪止部材が配置されたものであってもよい（請求項２）。

本発明の太陽電池モジュールの敷設構造では、連結構造部に隣接する位置に雪止部材が配置されているため、当該雪止部材の固定強度が高い。そのため、雪止部材に大きな重量が作用しても、棟側に位置して雪止部材を挟み込んでいる太陽電池モジュールが浮き上がったり、雪止部材が外れるなどの不具合が起こらない。

上記した太陽電池モジュールの敷設構造において採用されている太陽電池モジュールは、基台の積載部よりも軒側に太陽電池パネルを有するものであることが望ましい（請求項３）。

本発明の太陽電池モジュールの敷設構造は、軒側の太陽電池モジュールの基台に設けられた積載部と、棟側に隣接する他の太陽電池モジュールとの間に雪止部材を挟み込んだものであるため、雪の重量が雪止部材に作用すると、積載部にも大きな荷重が作用するものと想定される。従って、本発明の太陽電池モジュールの敷設構造を採用する場合は、太陽電池パネルの破損を防止すべく、太陽電池モジュールは、基台の積載部よりも軒側に外れた位置に太陽電池パネルを有するものであることが望ましい。

上述した太陽電池モジュールの敷設構造において採用されている雪止部材は、雪止面が透光性を有するものであることが望ましい（請求項４）。

太陽電池モジュールを家屋などに敷設する場合において、雪止部材を設置すると、日照条件によっては太陽電池パネルに雪止部材の陰になる部分ができ、発電量が低下する可能性がある。そのため、太陽電池モジュールの発電量の低下を防止する観点からすると、上述したように、雪止部材として透光性を有するものを採用することにより、太陽電池パネル上に陰ができるのを防止することが望ましい。

上述した太陽電池モジュールの敷設構造において採用されている雪止部材は、雪止面に、多数の孔が形成されたものであることが望ましい（請求項５）。

かかる構成によれば、雪止部材の設置により、太陽電池パネルに雪止部材の陰になる部分ができ、発電量が低下するのを最小限に抑制することができる。また、雪止面に孔を設けることにより、雪解け水の水はけを良くすることも可能である。

また、略長方形状であって内部に複数の太陽電池セルが形成され全体として一つの太陽電池を構成する太陽電池モジュールを使用し、当該太陽電池モジュールを構造物に敷設する太陽電池モジュールの敷設構造において、太陽電池モジュールは、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも独立した二以上の端子を備え、前記二組のコネクタはいずれも太陽電池モジュールの長手方向中央から延出された２系統以上の導線を有するケーブルに接続されており、各コネクタの一つの端子は太陽電池の正極に接続され、各コネクタの他の一つの端子は太陽電池の負極に接続され、前記二組のコネクタの内の一方のコネクタに接続されたケーブルは、他方のコネクタに接続されたケーブルよりも短く、前記ケーブルの長さの関係は太陽電池モジュールを列状に並べたとき短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることが不能となるものであり、前記太陽電池モジュールは構造物に列状に並べて設置され、隣接する太陽電池モジュールのコネクタは長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合され、両者が接合された状態において両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となり、複数の太陽電池モジュールが電気的に並列に接続された構成とすることも可能である。

上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、隣接する太陽電池モジュールのコネクタは、長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合される。上記した太陽電池モジュールの敷設構造は、この様に長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合された状態が正規の接合状態である。上記した敷設構造では、この様に隣接する太陽電池モジュールの長いケーブルのコネクタと短いケーブルのコネクタとを接合すると、両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となり、複数の太陽電池モジュールが電気的に並列に接続されることとなる。
また上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、作業者がコネクタを誤接続することはない。すなわち上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、この様にケーブルの長さに長短があるので、太陽電池モジュールを列状に並べたとき、短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることができない。そのため屋根の上等に太陽電池モジュールを敷設した際に、隣接する太陽電池モジュールの短いケーブル同士を接続することは物理的にできず、作業者がコネクタを誤接続することはない。

本発明の太陽電池モジュールの敷設構造は、雪の滑落防止用に設けた雪止部材の固定強度が高く、多くの雪止部材を取り付けなくても雪の重量を十分支持することができるため、雪止部材を設けることにより陰になる部分が少なく、雪止部材の設置に伴う発電量の低下を最小限に抑制することができる。

続いて本発明を実施した太陽電池モジュールの敷設構造について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の太陽電池モジュールの敷設構造は、雪止部材を用いて、新築又は既築の建物の上面に瓦型の太陽電池モジュールを敷設させることによって形成される。
図１は、本発明に用いる太陽電池モジュールを示す斜視図である。図２は、図１の太陽電池モジュールの分解斜視図である。図３は、図１の太陽電池モジュールの裏面側の構造を示す斜視図である。図４は、図１の太陽電池モジュールのコネクタの断面図である。図７は、雪止部材を示す斜視図である。図１０は、雪止部材の取り付け状態を示す斜視図である。図１１は、雪止部材の取り付け状態を示す断面図である。
また上下左右の位置関係については軒側から見た建物の位置関係を基準とする。

図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、基材７０に補強断熱材９０を取り付けて構成される基台８２に、太陽電池パネル１２やフロントカバー１０２、引掛金具８４などを装着して構成される。

太陽電池パネル１２は、集積型太陽電池であり、略長方形の面状に形成されている。太陽電池パネル１２には、例えばガラス基板に導電膜や半導体膜を積層し、これに複数の溝を設けて所定数の単体電池（太陽電池セル）を形成し、各太陽電池セルを電気的に直列接続したものなどを採用することができる。本実施形態の太陽電池パネル１２は、一枚で約１００ボルトの電圧を得ることができる。

図２や図３に示すように、太陽電池パネル１２は、裏面に端子ボックス１４が取り付けられ、端子ボックス１４からは、二本のケーブル１６、１８が延設されている。図１に示すように、第一ケーブル１６及び第二ケーブル１８は、太陽電池パネル１２の正極に接続される被覆導線であるプラス側芯線２４と、太陽電池パネル１２の負極に接続される被覆導線であるマイナス側芯線２６とを有する。即ち、第一ケーブル１６および第二ケーブル１８は、絶縁チューブ１６ａ、１８ａによって２本の被覆導線が束ねられたものである。

図１に示すように、第一ケーブル１６及び第二ケーブル１８のそれぞれの端部には、第一コネクタ２０及び第二コネクタ２２が設けられている。図４に示すように、第一コネクタ２０及び第二コネクタ２２は、ピン状端子２８及びソケット状端子３０を備えている。また第一コネクタ２０及び第二コネクタ２２は、雌片３２と雄片３４とを有し、前記したピン状端子２８は、雌片３２内にあり、ソケット状端子３０は、雄片３４内にある。

図１に示すように、本実施形態において、第一コネクタ２０のピン状端子２８にはプラス側芯線２４が接合されており、第一コネクタ２０のソケット状端子３０にはマイナス側芯線２６が接合されている。また第二コネクタ２２のピン状端子２８にはマイナス側芯線２６が接合されており、第二コネクタ２２のソケット状端子３０にはプラス側芯線２４が接合されている。即ち、第一コネクタ２０では、ピン状端子２８が正極であり、ソケット状端子３０が負極である。これに対し、第二コネクタ３０では、ピン状端子２８が負極であり、ソケット状端子３０が正極である。そのため、第一コネクタ２０と第二コネクタ２２とは、一方の雌片３２と他方の雄片３４とを嵌合させて一方のピン状端子２８を他方のソケット状端子３０に接続させることにより、同極同士を電気的に接続することが可能である。

図２に示すように、基材７０は、略長方形状の板材であり、一枚あるいは複数枚の金属板を屈曲加工して所定の形状に形成したものである。基材７０を一枚の金属板で形成した場合は、加工が容易になることや、製作コストを抑制できることに加え、接合部分を持たない構成とすることができ、その分だけ強度面でも有利となる。そのため、これらの利点を考慮すると、基材７０は、一枚の金属板を屈曲加工したものであることが望ましい。

上述したようにして形成された基材７０には、軒側から順に、カバー取付部７２、太陽電池配置部７４、太陽電池配置部７４に配置された太陽電池パネル１２の棟側を固定する棟側固定部７６、棟側（上段）に隣接して配置される太陽電池モジュール１０や一般瓦の軒側端部が積載される積載部７８が形成されている。また基材７０の側方には、溝状の樋部８０が形成されている。基材７０には、鋼板、アルミニウム、ステンレス等の金属板を用いることが好ましく、本実施形態では、ガルバリウム鋼板が用いられている。

図１１に示すように、カバー取付部７２は、後述のフロントカバー１０２が取り付けられる部分であり、基材７０の軒側端部が裏面側に略直角に折り曲げられて形成される。

太陽電池配置部７４は、太陽電池パネル１２が配置される面状の部分であり、太陽電池パネル１２と略同一の大きさに形成されている。図２に示すように、太陽電池配置部７４の略中央には、太陽電池パネル１２の端子ボックス１４を挿入するための開口７４ａが設けられている。本実施形態の太陽電池モジュール１０では、基材７０の表面側から太陽電池パネル１２が装着され、端子ボックス１４、ケーブル１６、１８及びコネクタ２０、２２は、図３に示すように、開口７４ａを通って基材７０の裏面側に配置されている。

図１１に示すように、棟側固定部７６は、太陽電池配置部７４に配置された太陽電池パネル１２の棟側を固定する部分である。棟側固定部７６は、基材７０を所定位置で表面側に略直角に折り曲げて形成される立上り部７６ａと、立上り部７６ａの基端から所定位置で基材７０を軒側に折り曲げて形成される表面押さえ部７６ｂと、を備えている。立上り部７６ａは、太陽電池パネル１２の棟側端面が当接する部分であり、表面押さえ部７６ｂは、太陽電池パネル１２の表面（受光面）の一部を覆い、表面側から押圧力を作用させる部分である。

積載部７８は、棟側固定部７６の表面押さえ部７６ｂの基端から所定位置で、基材７０が棟側に折り返されて形成される面状の部分である。図２に示すように、積載部７８の所定位置には、後述の引掛金具８４を取り付けるための貫通孔７８ａが設けられており、貫通孔７８ａよりも棟側の所定位置には、太陽電池モジュール１０を建物に固定するビスを打ち込むための貫通孔７８ｂが設けられている。

図５に示すように、引掛金具８４は、クランク状に屈曲加工された金属板であり、積載部７８の表面の所定位置に固定される固定部８６と、積載部７８の表面との間に隙間を形成する係合部８８と、を備えている。引掛金具８４は、固定部８６を棟側に配置し、係合部８８を軒側に配置して積載部７８に固定されている。固定部８６には、一方の端部が開放したスリット８６ａが設けられており、スリット８６ａに挿入されたリベットあるいは固定ねじ１２２を締め付けることで、引掛金具８４を積載部７８に固定することができる。また引掛金具８４をスリット８６ａに沿って移動させることで、引掛金具８４を容易に積載部７８から取り外すことができる。

図３に示すように、補強断熱材９０は、太陽電池モジュール１０の強度や断熱性を確保するために基材７０の裏面に取り付けられる発泡樹脂製の部材である。補強断熱材９０は、基材７０の棟側の長辺に沿って桁方向に伸びる桁方向補強部９２と、基材７０の短辺に沿って桁方向補強部９２の両端から軒方向に伸びる傾斜方向補強部９４と、を有する。傾斜方向補強部９４は、軒側（下段）に隣接して配置される太陽電池モジュール１０の積載部７８や一般瓦の上に積載される部分であり、桁方向補強部９２よりも肉薄に形成されている。

補強断熱材９０は、基材７０の裏面全体に取り付けられているのではなく、基材７０の周縁部分に沿って配置されている。そのため基材７０の裏面には、周囲を補強断熱材９０によって囲まれ、軒側が開放された収容空間９６が形成されている。収容空間９６の略中央には、端子ボックス１４が配置されている。また収容空間９６には配線されたケーブル１６、１８を収容することができる。

補強断熱材９０の桁方向補強部９２の基材７０に取り付けられる面とは逆側の面には、ケーブル溝９８が三本設けられている。ケーブル溝９８は、補強断熱材９０の棟側から軒側に貫通し、収容空間９６の内外を繋いでいる。ケーブル溝９８は、一本が桁方向補強部９２の略中央に配置される中央溝９８ａであり、残りが中央溝９８ａと所定の間隔をあけて中央溝９８ａの左右に配置されるサイド溝９８ｂ、９８ｂである。太陽電池モジュール１０において、中央溝９８ａと端子ボックス１４とは略同一直線上に配置されており、端子ボックス１４から延出されるケーブル１６、１８は、収容空間９６から中央溝９８ａを通って棟側の外部に引き出されている。サイド溝９８ｂ、９８ｂは、上下段に隣接して配置される他の太陽電池モジュール１０との配線の際に利用される。

図２に示すように、フロントカバー１０２は、金属製の長尺材であり、断面が略「コ」字状になるように形成されている。図１１や図６に示すように、フロントカバー１０２は、基材７０のカバー取付部７２に沿って配置される固定部１０４（端面保護部）と、基材７０の表面側で太陽電池パネル１２の受光面の一部を覆うように配置される軒側固定部１０６と、基材７０の裏面側に配置される係止片１０８と、を備える。

図１１に示すように、フロントカバー１０２の固定部１０４と、基材７０のカバー取付部７２とがビス１２４で固定されると、基材７０の太陽電池配置部７４の表面とフロントカバー１０２の軒側固定部１０６との間には所定幅の隙間が形成される。この隙間には、太陽電池パネル１２の軒側の長辺が差し込まれる。太陽電池パネル１２の軒側の長辺には、表面側からフロントカバー１０２の軒側固定部１０６の押圧力が作用するため、太陽電池パネル１２の軒側の長辺は、軒側固定部１０６と基材７０の表面に挟まれて固定される。このとき、太陽電池パネル１２の軒側の端面は、フロントカバー１０２の固定部１０４によって覆われ保護されている。

またフロントカバー１０２が基材７０に取り付けられると、フロントカバー１０２の係止片１０８と、基材７０の裏面に取り付けられた補強断熱材９０の傾斜方向補強部９４との間には所定幅の隙間が形成される。図１１に示すように、この隙間には、引掛金具８４の係合部８８が差し込まれ、上下段の太陽電池モジュール１０、１０を連結する連結構造部１７０が形成される。
また、図９に示すように、フロントカバー１０２の所定位置には水抜き孔１０４ａが設けられている。

図７に示すように、雪止部材１６０は、ほぼ「Ｌ」字型で金属製または樹脂製の部材である。雪止部材１６０は、挟持面１６２と、これに対してほぼ直交した雪止面１６４とを有する。

次に、上記した太陽電池モジュール１０や雪止部材１６０を建物の上面に敷設する作業手順および敷設構造について説明する。図１２は、太陽電池モジュール１０の敷設構造の作業手順を示すフローチャートである。

太陽電池モジュール１０を敷設する場合、まず敷設対象である建物の上面に軒先水切りや所定のルーフィング材が取り付けられ、ステップ１において、作業の進行に必要な線や形、寸法を建物の上面に表示する墨出しが行われる。
その後のステップ２では、縦桟木（流し桟）が所定の間隔で取り付けられ、ステップ３において広小舞（瓦座）や横桟木（瓦桟）が取り付けられる。横桟木は、所定の登り間隔で取り付けられる。次にステップ４において、敷設される太陽電池モジュール１０が吹き上がるのを防止する吹上防止金具（図示せず）が所定位置に取り付けられる。

太陽電池モジュールの取り付け
ステップ５では、太陽電池モジュール１０や雪止部材１６０が所定位置に取り付けられる。太陽電池モジュール１０は、軒先側から順次棟側に向けて取り付けられ、隣接する太陽電池モジュール１０、１０がケーブル１６、１８によって接続されて屋根Ｒが形成される。
太陽電池モジュール１０の取り付けは、図１３に示すように、複数の太陽電池モジュール１０の短辺同士を隣り合わせて列状のモジュール段３６を形成し、ビス等で各太陽電池モジュール１０を建物の上面に固定することで行われる。本実施形態において、モジュール段３６は、偶数段（図１３では１４段）が屋根Ｒに設置される。本実施形態の敷設構造では、建物の上面の軒先に沿って１段目のモジュール段３６が形成された後、棟側に向けて複数段のモジュール段３６が順次形成される。

１段目のモジュール段３６の太陽電池モジュール１０の取り付けは、軒先に取り付けられた吹上防止金具に太陽電池モジュール１０を係合させた後、太陽電池モジュール１０をビスで建物に固定することにより行われる。

２段目以降のモジュール段３６については、図８や図９に示すように、上段に配置される太陽電池モジュール１０Ｃのフロントカバー１０２を軒側に配し、太陽電池モジュール１０Ｃのフロントカバー１０２の係止片１０８を、太陽電池モジュール１０Ｄの引掛金具８４の係合部８８と、基材７０の積載部７８の表面との間に生じた隙間１５６に差し込み、太陽電池モジュール１０Ｃ全体を棟側に引き上げて、太陽電池モジュール１０Ｃと太陽電池モジュール１０Ｄとを連結させて連結構造部１７０を形成することにより行われる。

上段の太陽電池モジュール１０Ｃの係止片１０８と、下段の太陽電池モジュール１０Ｄの引掛金具８４とが係合された後、上段の太陽電池モジュール１０Ｃは、ケーブル１６、１８を棟側に延出させた状態で、積載部７８の貫通孔７８ｂに施工ビス１５２を打ち込んで建物に固定される。

図１０に示すように、雪止部材１６０は、太陽電池モジュール１０の基材７０の積載部７８に取り付けられた引掛金具８４に対して隣接する位置において、挟持面１６２を積載部７８に面接触させ、雪止面１６４が立ち上がる姿勢として、ネジなどにより固定される。

さらに詳細には、図７や図１０に示すように、挟持面１６２において雪止面１６４との交差部分を交差部１６６とし、これとは逆側の端部を固定端１６８と規定した場合、図１０に示すように、雪止部材１６０は、固定端１６８側が棟側を向き、交差部１６６側が軒側に向く姿勢とされ、固定端１６８側の位置においてネジ等を用いて太陽電池モジュール１０に固定される。また、雪止部材１６０は、棟側から軒側に向けて雪が滑落するのを防止すべく、雪止面１６４が、太陽電池モジュール１０の長手方向、すなわち建物への設置状態において桁行方向に拡がるような姿勢で取り付けられる。
また、雪止部材１６０は、雪の重量により太陽電池パネル１２に荷重が作用するのを防止すべく、挟持面１６２の交差部１６６が、太陽電池パネル１２よりも棟側に配置されるように取り付けられる。

上記したようにして所定位置の太陽電池モジュール１０に対して雪止部材１６０を取り付けつつ、軒側から棟側に向けて順次太陽電池モジュール１０を葺き重ねていくと、図１１に示すように、雪止部材１６０を取り付けた太陽電池モジュール１０の積載部７８の上に、棟側に隣接する他の太陽電池モジュール１０の軒側の端部が重なるように積載される。そのため、太陽電池モジュール１０を葺き重ねると、雪止部材１６０の挟持面１６２が、下段の太陽電池モジュール１０の積載部７８と、上段の太陽電池モジュール１０の軒側の端部とに挟まれた状態になる。また、雪止部材１６０が取り付けられた下段の太陽電池モジュール１０は、棟側に隣接する上段の太陽電池モジュール１０と、引掛金具８４を介して連結される。そのため、雪止部材１６０は、引掛金具８４により形成された連結構造部１７０に対して隣接する位置に取り付けられた状態になる。また、このようにして雪止部材１６０を取り付けると、雪止面１６４は、棟側に隣接する上段の太陽電池モジュール１０の太陽電池パネル１２よりも上方に突き出した状態になる。

図１４に示すように、モジュール段３６の形成中、隣接する太陽電池モジュール１０、１０において、一方の太陽電池モジュール１０の第一コネクタ２０と、隣接する他方の太陽電池モジュール１０の第二コネクタ２２とを接続させると、隣接する二つの太陽電池モジュール１０、１０を電気的に並列に接続させることができる。したがって本実施形態の敷設構造は、左右に隣接する太陽電池モジュール１０、１０を、ケーブル１６、１８を用いて接続させることにより、モジュール段３６に含まれる全ての太陽電池モジュール１０を順次並列に接続させることができる（図１５）。

図１６に示すように、本実施形態の敷設構造における太陽電池アレイ１００では、軒側（下側）から奇数段目のモジュール段３６ａ、３６ｃと、偶数段目のモジュール段３６ｂ、３６ｄとでケーブル１６、１８の接続順序が左右逆転している。即ち、奇数段目のモジュール段３６ａ、３６ｃは、右側の太陽電池モジュール１０の第二コネクタ２２と、左側の太陽電池モジュール１０の第一コネクタ２０とを接続させて、第二ケーブル１８と第一ケーブル１６とを接続させている。これに対し、偶数段目のモジュール段３６ｂ、３６ｄは、右側の太陽電池モジュール１０の第一コネクタ２０と、左側の太陽電池モジュール１０の第二コネクタ２２とを接続させて、第一ケーブル１６と第二ケーブル１８とを接続させている。

またモジュール段３６を構成する太陽電池モジュール１０が全てケーブル１６、１８で接続されると、図１４に示すように、モジュール段３６を構成する複数の太陽電池モジュール１０の両端部に配置された太陽電池モジュール１０、１０のうち、一方の端部の太陽電池モジュール１０の第一コネクタ２０が未使用（未接続）の状態になり、他方の端部の太陽電池モジュール１０の第二コネクタ２２が未使用の状態になる。これらの未使用の第一コネクタ２０及び第二コネクタ２２は、上下に配されたモジュール段３６、３６の電気的接続に用いられる。

例えば、図１６に示す太陽電池アレイ１００では、奇数段目のモジュール段３６ａ、３６ｃと、偶数段目のモジュール段３６ｂ、３６ｄとが電気的に接続され、太陽電池ブロック３８ａ、３８ｂが形成されている。具体的には、奇数段目のモジュール段３６ａ、３６ｃの左端に配された太陽電池モジュール１０ａ、１０ｃの第二ケーブル１８が、偶数段目のモジュール段３６ｂ、３６ｄの左端に配された太陽電池モジュール１０ｂ、１０ｄの太陽電池パネル１２の裏面を通され、太陽電池モジュール１０ａ、１０ｃの第二コネクタ２２と、太陽電池モジュール１０ｂ、１０ｄの第一コネクタ２０とが接続される。

これにより、モジュール段３６ａおよびモジュール段３６ｂに含まれる全ての太陽電池モジュール１０が並列に接続され、太陽電池ブロック３８ａが形成される。またモジュール段３６ｃおよびモジュール段３６ｄに含まれる全ての太陽電池モジュール１０についても並列に接続され太陽電池ブロック３８ｂが形成される。以上のように形成された太陽電池ブロック３８ａ、３８ｂは、引込ケーブル４０によって電気的に直列に接続されて太陽電池アレイ１００が形成される。

図１６に示すように、太陽電池ブロック３８ａ、３８ｂが直列に接続された状態で、モジュール段３６ａの右端の太陽電池モジュール１０ｅの第一コネクタ１６、およびモジュール段３６ｄの右端の太陽電池モジュール１０ｈの第二コネクタ１８は、未使用（未接続）の状態である。本実施形態の太陽電池アレイ１００では、これらのコネクタ１６、１８に端子保護部材５８が取り付けられている。端子保護部材５８は、ケーブルが接続されていない点を除き太陽電池モジュール１０の第一コネクタ２０や第二コネクタ２２と略同一の構造である。本実施形態の太陽電池アレイ１００は、端子保護部材５８を未使用のコネクタ２０、２２に取り付けることで、未使用のコネクタ２０、２２の端子２８、３０にゴミや水が付着するのを防止することができる。

また本実施形態の太陽電池アレイ１００は、敷設作業が中断した場合にも、未接続の第一コネクタ２０又は第二コネクタ２２に端子保護部材５８を取り付けることにより、コネクタ２０、２２の端子２８、３０にゴミや水が付着するのを防止することが可能である。

以上のようにして図１２のステップ５の作業が完了すると、作業者は、ステップ６において、引込ケーブル４０を建物の屋内に引き込む。その後、周辺役物瓦の施工を行い（ステップ７）、屋根Ｒの掃除（ステップ８）を終えると、点検（ステップ９）を行った後、屋内で引込ケーブル４０の結束を行い（ステップ１０）、引込ケーブル４０を図示しない接続箱に接続させて（ステップ１１）、一連の作業が終了する。

上記実施形態で示した雪止部材１６０は、雪止面１６４が透光性を有しないものであってもよいが、例えば、雪止面１６４の一部又は全部を、透光性を有する樹脂などで構成することが好ましい。かかる構成によれば、雪止部材１６０を取り付けることによって太陽電池パネル１２に生じる雪止面１６４の陰ができにくくなり、太陽電池パネル１２の発電量低下を抑制することができる。

また、上記した雪止部材１６０は、雪止面１６４を網やパンチングメタルなどで構成するなどして孔を多数形成したものとしてもよい。かかる構成によれば、雪止部材１６０を取り付けることにより生じる陰部分を最小限にとどめ、太陽電池パネル１２の発電量の低下を抑制することができる。また、雪止面１６４に孔を設けることにより、敷設された太陽電池モジュール１０上に降り積もった雪の雪解け水の排水経路を確保することができる。

以下さらに本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の実施形態で採用する瓦型太陽電池モジュールの斜視図である。図４は、図１の太陽電池モジュールのコネクタの断面図である。

瓦型太陽電池モジュール１０は、集積型太陽電池であり、内部に複数の太陽電池セルが形成され全体として一つの太陽電池を構成するものである。
すなわち瓦型太陽電池モジュール１０は、ガラス基板に導電膜や半導体膜が積層され、さらにこれに複数の溝を設けて多数の単体電池（セル）に分割し、各セルを電気的に直列に接続したものである。

瓦型太陽電池モジュール１０は、図の様に長方形をしており、長手方向の中心部から二本のケーブル１６，１８が延設されている。
またケーブル１６，１８にはそれぞれコネクタ２０，２２が接続されている。
ケーブル１６，１８は長さに長短があり、一方が長く、他方が短い。具体的には、長い方のケーブル１８は、その全長が瓦型太陽電池モジュール１０の全長の５０パーセント以上であり、短い方のケーブル１６は、その全長が瓦型太陽電池モジュール１０の全長の５０パーセント未満である。
またケーブル１６，１８は色が違う。ケーブル１６，１８はいずれも電気的に絶縁された２系統の導線２４，２６（プラス側芯線２４，マイナス側芯線２６）を有するものである。より具体的には、２条の被覆導線２４，２６が同一の絶縁チューブ内に配されたケーブルである。

二本のケーブル１６，１８にはそれぞれコネクタ２０，２２が接続されている。コネクタ２０，２２は、色違いであるが構造は同一であり、図４の様に２本の端子２８，３０（ピン状端子２８，ソケット状端子３０）を持っている。
２本の端子２８，３０の内、一方のピン状端子２８は、ピンであり、他方のソケット状端子３０は、ソケットである。
またコネクタ２０，２２は、雌片３２と雄片３４とを有し、前記したピン状端子２８は、雌片３２内にあり、ソケット状端子３０は雄片３４にある。
コネクタ２０，２２は、互いに接続可能であり、一方の雌片３２と他方の雄片３４とが接合される。そのとき、各雌片３２と雄片３４の内部では、一方のピン状端子２８と他方のソケット状端子３０とが接続される。

そして本実施形態では、二本のケーブル１６，１８の２条の被覆導線２４，２６は、それぞれ瓦型太陽電池モジュール１０内の太陽電池（以下端に太陽電池）の正極と負極に接続されている。すなわちケーブル１８内の一方の被覆導線２４は太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線２６は太陽電池の負極に接続されている。同様にケーブル１６内の一方の被覆導線２４は太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線２６は太陽電池の負極に接続されている。
したがって、コネクタ２２の２本の端子２８，３０の一方は、太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線は太陽電池の負極に接続されている。同様にコネクタ２０の２本の端子２８，３０の一方は、太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線は太陽電池の負極に接続されている。
ただしコネクタ２０，２２の２本の端子２８，３０の極性を比較すると、両者は反対極となっている。すなわち一方のコネクタ２２では、ピン状端子２８が正極であり、ソケット状端子３０が負極であるのに対し、他方のコネクタ２０では、ピン状端子２８が負極であり、ソケット状端子３０が正極である。

次に、上記した瓦型太陽電池モジュール１０の敷設構造について説明する。
図１４は、瓦型太陽電池モジュールを正確に配線した場合の概念図である。図１５は、瓦型太陽電池モジュールを正確に配線した場合の回路図である。図１７は、瓦型太陽電池モジュールを誤って配線した場合の概念図である。
上記した瓦型太陽電池モジュール１０は、図１４，１７に示すように、横に並べて屋根等の構造物に敷設する。
そして隣接する瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０，２２を接続する。一つの瓦型太陽電池モジュール１０に注目すると、当該瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２２と左隣の瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０とを接続する。また瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０と右隣の瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２２とを接続する。
ケーブルの長短に注目して説明すると、当該瓦型太陽電池モジュール１０の長いケーブル１８のコネクタ２２と左隣の瓦型太陽電池モジュール１０の短いケーブル１６のコネクタ２０とを接続する。また瓦型太陽電池モジュール１０の短いケーブル１６のコネクタ２０と右隣の瓦型太陽電池モジュール１０の長いケーブル１８のコネクタ２２とを接続する。
その結果、図１５に示すように、太陽電池が並列に接続される。

これに対して、接続方法を誤り、図１７に示すように、長いケーブル１８のコネクタ２２同士を接続すると、他のコネクタ２０が物理的に接続できなくなるので、作業者は接続の誤りに気づくこととなる。すなわち他方のコネクタ２０は、短いケーブル１６に接続されており、短いケーブル１６は、瓦型太陽電池モジュール１０の全長の半分に満たない。またケーブル１６，１８は、瓦型太陽電池モジュール１０の中心部分から延びているので、短いケーブル１６同士を接続しようとしても長さが足りず、両者を接続することができない。
したがって本実施形態の瓦型太陽電池モジュール１０は、配線の誤りが起きえない。

次に本発明の瓦型太陽電池モジュール１０を実際に屋根に敷設する際の手順について説明する。本発明の瓦型太陽電池モジュール１０は、以下のマニュアルに則って屋根に敷設することが望ましい。

本実施形態の太陽電池モジュールを示す斜視図である。 図１の太陽電池モジュールの分解斜視図である。 図１の太陽電池モジュールの裏面側の構造を示す斜視図である。 図１の太陽電池モジュールのコネクタの断面図である。 引掛金具の斜視図である。 フロントカバーの部分斜視図である。 雪止部材を示す斜視図である。 本実施形態の敷設構造における二段目以降の太陽電池モジュールの取り付けを説明する斜視図である。 本発明の敷設構造における二段目以降の太陽電池モジュールの取り付けを説明する部分断面図である。 雪止部材の取り付け状態を示す斜視図である。 雪止部材の取り付け状態を示す断面図である。 太陽電池モジュールの敷設構造の作業手順を示すフローチャートである。 太陽電池モジュールを建物の屋根に敷設した状態を示す説明図である。 太陽電池モジュールが正しく配線されたモジュール段を示す概念図である。 太陽電池モジュールが正しく配線された場合の回路図である。 太陽電池モジュールの敷設構造を示す概念図である。 瓦型太陽電池モジュールを誤って配線した場合の概念図である。

符号の説明

１０ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池パネル
７８ 積載部
８２ 基台
８４ 引掛金具（連結具）
１６０ 雪止部材
１６２ 挟持面
１６４ 雪止面
１７０ 連結構造部

Claims (5)

1. 建物の軒側から棟側へと葺き重ねられる複数の太陽電池モジュールと、
   積雪の滑落を阻止する雪止部材と、を備えた太陽電池モジュールの敷設構造であって、
   前記太陽電池モジュールは、基台と、当該基台上に搭載された太陽電池パネルと、を有し、
   前記基台は、棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの軒側の端部が積載される積載部を有し、
   前記雪止部材は、挟持面と、当該挟持面に対して交差する雪止面と、を有し、
   前記挟持面は、一の太陽電池モジュールの積載部と、当該一の太陽電池モジュールの棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの軒側の端部との間に挟まれ、
   前記雪止面は、前記他の太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルに対して交差する方向に突き出していることを特徴とする太陽電池モジュールの敷設構造。
2. 太陽電池モジュールが、基台の積載部に連結具を有し、
   軒側に配される一の太陽電池モジュールの基台に設けられた連結具と、当該一の太陽電池モジュールの棟側に隣接する他の太陽電池モジュールの基台とを連結させることにより連結構造部が形成され、
   当該連結構造部に隣接する位置に雪止部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの敷設構造。
3. 太陽電池モジュールが、基台の積載部よりも軒側に太陽電池パネルを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの敷設構造。
4. 雪止部材の雪止面が透光性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの敷設構造。
5. 雪止部材の雪止面に、多数の孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの敷設構造。

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