JP2011021468A

JP2011021468A - 太陽電池モジュールの施工方法、及び折板屋根構造

Info

Publication number: JP2011021468A
Application number: JP2010138383A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sato; 聡佐藤; Keisuke Takahashi; 啓介高橋; Ryosuke Ogata; 亮介尾形
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Chemical Engineering Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Chemical Engineering Corp
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】建物の折板屋根への太陽電池モジュールの施工において、簡易で効率よく施工することができる方法、及び該施工方法により形成される屋根構造を提供する。
【解決手段】折板屋根板（２）に太陽電池モジュール（１０、１０、…）を施工する方法であって、太陽電池モジュールは長方形の可撓性シート（１１）上に太陽電池（１２）が形成されたシート状であり、太陽電池モジュールの可撓性シート長手方向を折板屋根板の桁行き方向に向けて施工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の折板屋根への太陽電池モジュールの施工方法、及び折板屋根構造に関する。

近年におけるエネルギ問題、及び地球環境問題から、化石燃料によらないエネルギ源の模索が盛んにおこなわれている。その中でも、太陽エネルギから直接的に電気を取り出すことができる太陽電池モジュールが注目され、実用化も進んでいる。

通常、このような太陽電池モジュールは、太陽光が当たる広い場所を確保することができる点から、建物の屋根に設けられることが多い。例えば特許文献１には、陸屋根建物における太陽電池モジュールを用いた二重屋根構造が開示されている。

特許第３４８１０３２号公報

このような従来技術に対して、近年において太陽電池モジュールの需要の高まりに伴い、より効率よく、簡易にこれら太陽電池モジュールを施工することができる方法、及び屋根構造の要望が多くなってきている。

そこで本発明は上記要望に鑑み、建物の折板屋根への太陽電池モジュールの施工において、簡易で効率よく施工することができる方法、及びその屋根構造を提供することを課題とする。

第一の本発明は、折板屋根板（２）に太陽電池モジュール（１０、１０、…）を施工する方法であって、太陽電池モジュールは、長方形の可撓性シート（１１、１１、…）上に太陽電池（１２、１２、…）が形成されたシート状であり、可撓性シートの長手方向を折板屋根板の桁行き方向に向けて施工する、太陽電池モジュールの施工方法である。

ここで、太陽電池モジュールを折板屋根板に複数施工し、隣り合う太陽電池モジュールの可撓性シート間には１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙を設けてもよい。これにより当該間隙により雨水が太陽電池モジュールから適切に離脱し、低い位置に配置された太陽電池モジュールに雨水が溜まることを防止することができる。１０ｍｍより狭くなると雨水が隣り合う太陽電池モジュール上を移動する可能性が高くなり、また、５００ｍｍより広くなると、限られたスペースにできるだけ広い面積を有して施工すべきであるという太陽電池モジュールの条件を損なう虞がある。また、５００ｍｍ以下であれば、メンテナンスの際の作業スペースが確保され、さらには鳥等の異物の入り込みを防ぐことも可能である。

第二の本発明は、太陽電池モジュール（１０、１０、…）が施工された折板屋根板（２）を具備する折板屋根構造（１）であって、太陽電池モジュールは、長方形の可撓性シート（１１、１１、…）上に太陽電池（１２、１２、…）が形成されたシート状であるとともに、可撓性シートの長手方向が折板屋根板の桁行き方向に向けられて、該折板屋根板上に固定されている折板屋根構造である。

ここで、太陽電池モジュールは折板屋根板上に複数配置され、隣り合う太陽電池モジュールの可撓性シート間には１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙が設けられていてもよい。これにより当該間隙により雨水が太陽電池モジュールから適切に離脱し、低い位置に配置された太陽電池モジュールに雨水が溜まることを防止することができる。１０ｍｍより狭くなると雨水が隣り合う太陽電池モジュール上を移動する可能性が高くなり、また、５００ｍｍより広くなると、限られたスペースにできるだけ広い面積を有して施工すべきであるという太陽電池モジュールの条件を損なう虞がある。また、５００ｍｍ以下であれば、メンテナンスの際の作業スペースが確保され、さらには鳥等の異物の入り込みを防ぐことも可能である。

また、さらに太陽電池モジュール上に配置され、透光性を有する部材である押さえ部材を備え、押さえ部材と折板屋根板とが固定部材により直接又は他の部材を介して固定されているものであってもよい。

本発明によれば、建物の折板屋根への太陽電池モジュールの施工において、簡易で効率よく施工することができる方法、及び屋根構造を提供することが可能である。

また、複数の太陽電池モジュールを配置するに際し、隣り合う太陽電池モジュール間に間隔を設けることにより、屋根勾配によって流れる雨水が隣接するモジュール間を渡ることが防止され、所定の太陽電池モジュールに雨水が集中して汚れることを抑制することができ、発電効率の低下を抑えることも可能となる。

１つの実施形態に係る折板屋根構造の一部を示す斜視図である。図２（ａ）は、折板屋根構造の平面図の一部であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂの方向（軒側）から見た図である。図２（ｂ）の一部（ＩＩＩで表した部位）を拡大して示した図である。施工方法を説明するための図である。他の例の折板屋根構造について説明する図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は１つの実施形態に係る折板屋根構造１の一部を表す斜視図である。図１では紙面左上が棟側、紙面右下が軒側となる方向であり、棟から軒に下がるように勾配が設けられている。図２（ａ）は、折板屋根構造１の平面図の一部であり、紙面上方が棟側、紙面下方が軒側である。図２（ｂ）は、折板屋根構造１を図２（ａ）のＩＩｂの方向（軒側）から見た図である。図１、図２及び適宜示す図を参照しつつ、折板屋根構造１について説明する。なお、図面中において、見やすさのために繰り返しとなる符号は一部を省略する場合がある。

折板屋根構造１は、折板屋根板２、太陽電池モジュール１０、１０、…、及び取り付け部材２０、２０、…を有して構成されている。

折板屋根板２は、その断面形状において凹部３、３、…と凸部４、４、…とが交互に並列されるように折り曲げられて形成されている屋根パネルである。本実施形態の折板屋根板２では、凸部４、４、…の頂部には、その長手方向（屋根の流れ方向）に沿ってハゼ部が設けられている。また、折板屋根板２の下面側には、不図示の母屋梁や垂木が設けられており屋根として構成されている。

太陽電池モジュール１０は、長方形のシート状のモジュールで、長方形の可撓性のあるベースシート１１（可撓性シート）上に薄膜系の太陽電池１２が積層されたものである。ベースシート１１は特に限定はないが、通常樹脂フィルムが好ましく用いられる。また、太陽電池１２としては、特に制限はないが、例えば以下のような太陽電池であることが好ましい。すなわち、結晶シリコンとアモルファスシリコン、具体的には、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、これは薄膜型や多接合型でもよい。また、化合物系太陽電池を用いてもよい。具体的には、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池、Ｃｕ_２ＺｎＳｎＳ_４（ＣＺＴＳ）太陽電池、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系太陽電池などが挙げられる。また有機系太陽電池を用いてもよい。具体的には、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池が挙げられる。

さらに、他の態様として、基材上にベースシート及び薄膜系の太陽電池を積層したものであってもよい。ここで、基材としては、金属、樹脂、木材、それらを積層した複合材料を用いることができる。折板屋根上の耐風性の観点から、金属、金属と樹脂との積層複合材が好ましい。基材の厚さは、特に限定はないが１０ｍｍ以下が好ましく、さらに８ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは４ｍｍ以下である。

太陽電池モジュール１０の長手方向の長さは、特に限定はないが、好ましくは３０ｍ以下、さらに好ましくは１０ｍ以下、より好ましくは５ｍ以下である。又、１ｍ以上が好ましく、さらに好ましくは２ｍ以上である。

このような太陽電池モジュール１０は、軽量に形成されているので、特に軽量化が必要な折板屋根にも多くの太陽電池モジュールを配置することができる。このことは直接的に発電量を多くする効果をもたらす。具体的な重量は特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール１０の取り付け部材、配線等を含めた重量で２０ｋｇ／ｍ^２以下が好ましく、さらに好ましくは１０ｋｇ／ｍ^２以下である。
また、このように軽量の太陽電池モジュールであるから、新規の建築物だけでなく、既設の建物において重量が許容される範囲で、多くの後付け太陽電池モジュールを施工することが可能となる。

太陽電池モジュール１０、１０、…は、図１、図２からわかるように、そのベースシート１１、１１、…の長手方向を、屋根の流れ方向（棟−軒方向）とは直交する方向（桁行き方向）とし、折板屋根板２の凸部４、４、…の頂部を渡すように配置される。折板屋根は、屋根の流れ方向よりも、当該桁行き方向の方が長いことが通常なので、かかる配置により効率よく太陽電池モジュール１０、１０、…を折板屋根板２上に配置することが可能となる。

このとき、隣り合う太陽電池モジュール１０、１０のベースシート１１、１１間には、間隙が設けられることが好ましい。これにより屋根勾配によって流れる雨水は、１枚の太陽電池モジュール１０の端部から折板屋根板２上に落下し、隣接する太陽電池モジュール間を渡ることが防止される。従って、所定の太陽電池モジュールに雨水が集中して汚れることを抑制することができ、発電効率の低下を抑えることもできる。
当該間隙は、１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙であることが好ましい。より好ましくは１００ｍｍ以上である。また、より好ましくは３００ｍｍ以下である。１０ｍｍより狭いと雨水が隣り合う太陽電池モジュール上を移動する可能性が高くなり、また、５００ｍｍより広くなると、限られたスペースにできるだけ広い面積を有して施工すべきであるという太陽電池モジュールの条件を損なう虞がある。また、５００ｍｍ以下であれば、メンテナンスの際の作業スペースが確保され、さらには鳥等の異物の入り込みを防ぐことも可能である。

取り付け部材２０、２０、…は、折板屋根板２に太陽電池モジュール１０、１０、…を固定して取り付けるための部材である。より具体的には、折板屋根板２の凸部４、４、…の頂部に太陽電池モジュール１０、１０、…を取り付けるための部材である。従って図２からわかるように、取り付け部材２０、２０、…は、太陽電池モジュール１０、１０、…の外周部のうち、折板屋根板２の凸部４、４、…の頂部に配置される部位に具備される。

図３に、図２（ｂ）にＩＩＩで示した部位を拡大して示した。図３からわかるように、取り付け部材２０は、第一部材２１と第二部材２５とを有している。第一部材２１は、所定の間隔を有して略平行に設けられた片２２、２３、及び該片２２、２３の端部を渡すように設けられた片２４を具備している。片２４には、片２２、２３の方に凸である凸部２４ａが設けられている。第二部材２５も同様に、所定の間隔を有して略平行に設けられた片２６、２７、及び該片２６、２７の端部を渡すように設けられた片２８を具備している。片２８には、片２６、２７の方に凸である凸部２８ａが設けられている。

このような取り付け部材２０は、第一部材２１の片２４と第二部材２５の片２８とで、折板屋根板２のハゼ部を挟むように該２つの部材が重ねられる。このときハゼ部が、凸部２４ａと凸部２８ａとにより形成される空間内に配置される。第一部材２１と第二部材２５とは、片２４と片２８とを貫通する固定部材により連結される。

そして片２３、片２７が、折板屋根板２の凸部４の頂部に固定部材により固定される。一方、片２２、２６が太陽電池モジュール１０に固定部材により固定される。

上記した折板屋根構造１とするに際し、太陽電池モジュール１０は折板屋根板２に例えば次のように施工される。図４に説明図を示した。すなわち、ロール状にされた太陽電池モジュール１０を棟側から順に桁行き方向に並列するように施工する。これにより、効率よくかつ安全性も向上して施工することができる。

ここで、複数の太陽電池モジュール１０、１０、…を施工する場合には、隣り合う太陽電池モジュール１０、１０のベースシート１１、１１間には間隙が設けられていることが好ましい。これにより屋根勾配によって流れる雨水は、１枚の太陽電池モジュール１０の端部から折板屋根板２上に落下し、隣接する太陽電池モジュール間を渡ることが防止される。従って、所定の太陽電池モジュールに雨水が集中して汚れることを抑制することができ、発電効率の低下を抑えることもできる。
当該間隙は、１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙であることが好ましい。より好ましくは１００ｍｍ以上である。又、より好ましくは３００ｍｍ以下である。１０ｍｍより狭いと雨水が隣り合う太陽電池モジュール上を移動する可能性が高くなり、また、５００ｍｍより広くなると、限られたスペースにできるだけ広い面積を有して施工すべきであるという太陽電池モジュールの条件を損なう虞がある。また、５００ｍｍ以下であれば、メンテナンスの際の作業スペースが確保され、さらには鳥等の異物の入り込みを防ぐことも可能である。

図５に他の実施形態に係る折板屋根構造１’を示した。折板屋根構造１’では、折板屋根構造１の取り付け部材２０、２０、…に加えて、押さえ部材３０、３０、…を備えている。押さえ部材３０は、細長い板状の部材で、その長さが太陽電池モジュールの長方形である短辺の長さより長く形成されている。図５からわかるように、このような押さえ部材３０、３０、…を折板屋根板２の凸部４、４、…の長手方向に沿って配置し、該押さえ部材３０、３０、…と、折板屋根板２の凸部４、４、…の頂部と、の間に太陽電池モジュール１０を配置する。そして、押さえ部材３０、３０、…の長手方向両端を取り付け部材２０、２０、…に固定部材で固定する。これにより、太陽電池モジュール１０、１０、…のばたつきを防止することができる。

ここで、押さえ部材３０、３０、…は、透光性のある部材により形成されていることが好ましい。これにより、太陽電池モジュール１０、１０、…のうち、押さえ部材３０、３０、…の下となる部分でも発電が可能となり、発電効率の低下を抑制することができる。

本実施形態では押さえ部材３０、３０、…は、取り付け部材２０、２０、…を介して折板屋根板２に取り付けられる形態であるがこれに限定されることはなく、直接折板屋根に固定されてもよい。

また、上記した太陽電池モジュールは、折板屋根に設置されている避雷導体より、低い位置に施工することが好ましい。これにより落雷による太陽電池モジュールの損害を防ぐ事ができる。避雷導体とは、避雷針、避雷ワイヤー等が挙げられる。太陽電池モジュールの施工高さは、取り付け部材等によって調整することも可能である。

以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う太陽電池モジュールの施工方法、及び折板屋根構造もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１折板屋根構造
２折板屋根板
１０太陽電池モジュール
１１ベースシート（可撓性シート）
１２太陽電池
２０取り付け部材
３０押さえ部材

Claims

折板屋根板に太陽電池モジュールを施工する方法であって、
前記太陽電池モジュールは、長方形の可撓性シート上に太陽電池が形成されたシート状であり、
前記可撓性シートの長手方向を前記折板屋根板の桁行き方向に向けて施工する、太陽電池モジュールの施工方法。
前記太陽電池モジュールを前記折板屋根板に複数施工し、隣り合う前記太陽電池モジュールの可撓性シート間には１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙を設け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施工方法。
太陽電池モジュールが施工された折板屋根板を具備する折板屋根構造であって、
前記太陽電池モジュールは、長方形の可撓性シート上に太陽電池が形成されたシート状であるとともに、前記可撓性シートの長手方向が前記折板屋根板の桁行き方向に向けられて、該折板屋根板上に固定されている折板屋根構造。
前記太陽電池モジュールは前記折板屋根板上に複数配置され、隣り合う前記太陽電池モジュールの可撓性シート間には１０ｍｍ〜５００ｍｍの間隙が設けられている請求項３に記載の折板屋根構造。
請求項３又は４に記載の折板屋根構造は、
前記太陽電池モジュール上に配置され、透光性を有する部材である押さえ部材を備え、
前記押さえ部材と前記折板屋根板とが固定部材により直接又は他の部材を介して固定されている折板屋根構造。