JP2011054690A - Solar power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、簡易な構成で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation apparatus having a simple configuration and capable of rapid construction and having excellent water tightness.
従来より、太陽光発電モジュール体を使用して、構造物の屋根又は壁に設けた太陽光発電装置が存在している。例えば、傾斜した屋根又は壁とした場合に対応できるが、構造が複雑化して、価格的にも高価となる等の欠点があった。また、雨仕舞が良好にできない問題もあった。特に、特許文献1では、明細書の内容では、サッシを設けながら、構造が複雑化するものであった。特許文献2では、サッシに取り付ける構成であるが、具体的な構成としては、屋根の雨仕舞を良好にするための構成が複雑化して極端に問題があった。さらに、特許文献3においては、太陽光発電モジュール体をサッシに取付けながらも、雨仕舞を良好にできにくいと考えられる構成であった。
特許文献1乃至3では、何れも構造的には、特に雨仕舞構造を複雑化しているが、該雨仕舞が不完全である可能性が大である。特に、特許文献4は、構成がシンプルではあるが、良好なる雨仕舞が期待できない重大な欠点があった。特許文献5では、回転止めが良好に操作できないこともあった。このため、本発明が解決しようとする課題(技術的課題又は目的等)は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の良好な太陽光発電装置を実現することである。
In each of
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、横梁としての構造材と、両縦フレーム,横水下フレーム,横水上フレームにて方形枠を形成した枠体に平板状の太陽光発電セルを集合させた太陽光発電アレイが収納された太陽光発電ユニットと、平坦部と立上り部とからなる縦樋状部の略中央に取付突条部が形成された長手方向に長尺の縦樋材とを備え、前記縦フレームの下部外側には縦フレーム樋状部が形成されると共に、前記横水下フレームには、高さ方向の中間より外側に水平部が形成され、前記横水上フレームの下部外側に広幅の横樋状部が屈曲形成されてなり、複数並設された前記構造材間に、所定間隔をおいて複数の縦樋材が傾斜方向を向いて固定され、該縦樋材に直交する方向に隣接する太陽光発電ユニットの縦フレーム相互が、前記縦樋材の縦樋状部内の取付突条部に載置固着されると共に、前記縦フレーム樋状部の長手方向端が前記縦樋状部内に配置され、前記縦樋材の長手方向と同方向には太陽光発電ユニットの横水下フレーム及び横水上フレーム相互が対向し、前記横水下フレームの水平部外端が、前記横水上フレームの高さ方向中間に当接すると共に、前記横樋状部内上に前記横水下フレームの水平部及び支持立上り部下側全体が配置され、且つ前記横水下フレームの上端に形成されたカバー部が前記横水上フレームの頂片を覆うようにして接続され、前記横樋状部の長手方向両端は、前記縦樋状部内に配置されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。 Therefore, as a result of intensive researches to solve the above problems, the inventor has made the invention of claim 1 a rectangular frame by using a structural material as a horizontal beam, both vertical frames, horizontal water frames, and horizontal water frames. A photovoltaic power generation unit in which a photovoltaic power generation array in which flat photovoltaic power generation cells are assembled in a formed frame body is housed, and a mounting ridge portion at a substantially center of a vertical rod-shaped portion composed of a flat portion and a rising portion And a longitudinal frame hook-shaped portion is formed on the lower outer side of the vertical frame, and the horizontal submerged frame has a height from the middle in the height direction. A horizontal portion is formed on the outer side, and a wide horizontal hook-shaped portion is bent on the outer side of the lower portion of the horizontal water frame, and a plurality of vertical hook materials are provided at predetermined intervals between the plurality of the structural members arranged side by side. Fixed in the direction of inclination and adjacent to the direction perpendicular to the vertical fence The vertical frames of the solar power generation unit are mounted and fixed to the mounting protrusions in the vertical rod-shaped portion of the vertical rod material, and the longitudinal ends of the vertical frame hook-shaped portions are disposed in the vertical rod-shaped portion. The horizontal water frame and the horizontal water frame of the photovoltaic power generation unit face each other in the same direction as the longitudinal direction of the vertical dredger, and the horizontal outer end of the horizontal water frame is the height of the horizontal water frame. The horizontal portion of the horizontal water frame and the entire lower side of the support rising portion are disposed on the horizontal rod-shaped portion, and a cover portion formed at the upper end of the horizontal water frame is a horizontal water frame. The solar power generation apparatus is characterized in that it is connected so as to cover the top piece of each other, and both ends in the longitudinal direction of the horizontal hook-shaped portion are arranged in the vertical hook-shaped portion. .
請求項2の発明を、請求項1において、前記横水下フレームの支持立上り部は、前記横水上フレームの横樋状部内の中間に位置してなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項3の発明を、請求項1又は2において、前記横水下フレームの水平部の外端に形成された端部垂下縁が、前記横水上フレームの支持立上り部の垂直部に当接してなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項4の発明を、請求項1,2又は3のいずれか1項において、前記両縦フレームの何れか一方の頂部箇所に係止片が、その他方に嵌合用突条がそれぞれ形成され、幅方向の一側に挿入溝が、他側に嵌合部が形成された長尺のジョイナー材が前記両縦フレーム間に挿入されると共に、前記挿入溝が前記係止片に係止されつつ、前記嵌合部が前記嵌合用突条に嵌合されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。
The invention according to
請求項5の発明を、請求項1,2,3又は4のいずれか1項において、前記縦樋材の取付突条部は、断面門形状をなすと共に、頂部中央には溝部が形成され、且つ適宜の空隙を有して支持板部が形成されてなり、螺子部の下端に回転片が固着され、ナット及び押え片を有した固定具の回転片が前記溝部を介して支持板部上に挿入されて回転固定されて、前記隣接する太陽光発電ユニットの縦フレーム相互が、前記縦樋材の縦樋状部内の取付突条部に載置固着されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項6の発明を、請求項1,2,3,4又は5のいずれか1項において、前記太陽光発電セルを透明又は半透明状に構成してなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項7の発明を、請求項1,2,3,4,5又は6のいずれか1項において、前記太陽光発電パネルの下側であって、隣接する前記縦樋材のL形側部の立上り部間に、透明又は半透明状で平板状の下部側採光板が水密的に取り付けられてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。
In the invention of
請求項1の発明においては、簡易な構成で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置を提供できる。特に、本発明では、横梁と縦樋材と太陽光発電ユニットとの3部材にて極めて簡易な構造にできる。さらに、太陽光発電ユニットを前記縦樋材上に敷き並べることで極めて簡易且つ迅速に施工できる最大の利点がある。水下又は水上方向は、互いに当接するように施工することで簡単でしかも正確で整然とした施工ができる効果がある。さらに、カバー部の存在にて雨仕舞いを良好にできる。請求項2の発明では、雨水処理をより良好にできる。請求項3の発明では、より一層雨仕舞いを良好にできる。
In invention of
請求項4の発明では、ジョイナー材の存在で、より一層優れた雨仕舞構造にできる。請求項5の発明では、取付施工が一層迅速且つ確実にできる利点がある。請求項6の発明においては、下部側採光板を設けて二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。特に、上側が太陽光発電ユニットであるため、発電効率をも向上させることができる。請求項6の発明では、太陽光発電パネルが透明又は半透明状であるため、スカイライトとしての機能をも奏する。請求項7の発明においては、発電効率には支障を与えない二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。
In the invention of
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、平板状の太陽光発電ユニットAは、図1及び図8等に示すように、太陽光発電パネル1と枠体2とが結合されたものである。前記太陽光発電パネル1は、太陽光発電セル11a,11a,・・・が多数集合されて太陽光発電アレイ11が構成され、該太陽光発電アレイ11が複数集合されて構成されている。具体的には、例えば、太陽光発電セル11aが数cm平方であり、太陽光発電アレイ11が約30cm平方である。太陽光発電パネル1が約1m内外の平方又は長方形(約1m×約1.5m)である。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the flat photovoltaic power generation unit A, as shown in FIGS. 1 and 8, the photovoltaic
前記枠体2は、図7(A)に示すように、両縦フレーム21,22と、両横水下・水上フレーム23,24とで方形枠を形成するものである。前記横水下フレーム23と横水上フレーム24とを総称して、単に「横フレーム」ということもある。前記縦フレーム21と縦フレーム22とは殆ど左右勝手反対をなしている。まず、縦フレーム21は、図9(A)に示すように、L字形部211の垂直片の上側に、前記太陽光発電パネル1の一辺を挿入支持するコ字状溝部212が設けられて構成されている。前記L字形部211の下部側に断面U字形の縦フレーム樋状部211aが形成されている前記L字形部211の上方位置において、前記コ字状溝部212とは反対側に 突出する平板状の係止片213が設けられている。
As shown in FIG. 7A, the
また、図9(B)に示すように、前記縦フレーム22にも、前記縦フレーム22と同様な形状のL字形部221及びコ字状溝部222、さらには、縦フレーム樋状部211aが形成されている。特に、前記L字形部221の上側位置の外向きに、後述するジョイナー材6の嵌合部6cを嵌合するための嵌合用突条223が膨出成形されている。該嵌合用突条223の断面は三角状をなしているが、これに限定されない。前記コ字状溝部212,222は、頂片212a,222aと下側の片と垂直状部とで形成されている。特に、該頂片212a,222aの下面には抜け止めする突起が形成されている。
Further, as shown in FIG. 9B, the
また、図10(A),(B)に示すように、前記横水下フレーム23と横水上フレーム24とは左右非対称に形成されている。まず、前記横水下フレーム23を説明する。該横水下フレーム23は、断面角形6字状の支持立上り部231の上方位置にコ字状溝部232が形成されている。該コ字状溝部232の上側に頂片232aが形成されている。前記支持立上り部231の外面の中間位置には水平部233が設けられている。該水平部233の外端には端部垂下縁233aが形成されている。さらに、前記頂片232aの中間位置より、一端上昇して外側に水平状となり、外端が垂下状となって曲がって形成されたカバー部234が一体的に備えられている。
Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
また、図10(B)に示すように、横水上フレーム24は、断面角形6字状の支持立上り部241の上方位置にコ字状溝部242が形成され、該コ字状溝部242の上側に頂片242aが形成されている。前記支持立上り部241の中間位置には水平部233が設けられている。さらに、前記支持立上り部241の下端より外面側に広幅の横樋状部244が形成されている。また、前記支持立上り部241の下端より内側にL形部245が屈曲形成されている。このようにして太陽光発電ユニットAは構成されている。電線等は適宜突出するように構成されているがここでは省略する。
Further, as shown in FIG. 10B, the
3は横梁などの構造材である。該構造材3は、リップ溝形鋼,H形鋼或いはI形鋼等からなっており、必要に応じて断熱板等の下地材等が設けられている。4は、図1及び図2、図9(D)等に示すように、長手方向に長尺又は適宜の長さを有する金属製の縦樋材であって、平坦部411と立上り部412,412とからなる縦樋状部41の略中央に取付突条部42が形成され、さらに、前記縦樋状部41の両外側にL型側部43,43が一体形成されている。前記立上り部412の先端に水平状の端縁412aが屈曲形成されている。前記取付突条部42は断面門形状をなし、上辺の中央に適宜の幅の開口した溝部421が全長に亘って形成されている。また、前記溝部421の下には、適宜な空隙422を有してこの下に支持板部423が設けられている。前記取付突条部42の上面なる取付頂面424は平坦状を有し、図2及び図9(D)に示すように、少し広幅に形成されたり、或いは図6(A)及び(B)に示すように、側部と同一面に形成されることがある。前記縦樋材4は実施形態では、アルミニウム製で押出形成されているが、金属製板材が折り曲げ形成される場合もある。
3 is a structural material such as a cross beam. The
また、前記太陽光発電ユニットAの縦フレーム21,22には、図9(A)及び(B)に示すように、それぞれ縦フレーム樋状部211a,221aが設けられ、該縦フレーム樋状部211a,221aは、前記太陽光発電パネル1の外形を構成するパネル枠12の縦方向長さと同等長さに形成されている。さらに、縦フレーム樋状部211a,221aの断面の一部は、前記縦樋材4の縦樋状部41内に位置するように配置されている。5は固定具であって、螺子部5aの下端に回転片5bの中央が固着され、前記螺子部5aの中間にはナット5c螺合されると共に、この下に断面門形状の押え片5dの上片が貫通されている。前記螺子部5aの上端にはツマミ部が設けられることもある。前記固定具5にて前記太陽光発電ユニットAの縦フレーム21,22が前記縦樋材4に固定される。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
このように構成されると、図3(A)に示すように、傾斜角θとなった縦フレーム樋状部211a,221a内に流下した雨水、すなわち、図3(B)又は図7(B)のX方向に隣接する隙間内に入り込む雨水は、前記縦樋状部41内に流下するように構成されている。図3(B)又は図7(B)のY方向に隣接する隙間内に入り込む雨水は、太陽光発電ユニットAの横樋状部244を介して前記縦樋材4の縦樋状部41に流下して雨仕舞を良好にできる。
If comprised in this way, as shown to FIG. 3 (A), as shown in FIG. 3 (B) or FIG. 7 (B), the rainwater which flowed down in the vertical frame hook-shaped
6はジョイナー材であって、それぞれ隣接する前記太陽光発電ユニットAのX方向に隣接する隙間を塞ぐように設けられ、その間隔個所の雨仕舞を図る。図1,図4,図5及び図9(C)等に示すように、前記縦ジョイナー材6は、長手方向に長尺又は適宜の長さを有する合成樹脂製又は金属製であって、平坦状の主板6aの幅方向の一側に挿入溝6bが、他側に嵌合部6cがそれぞれ形成されている。前記ジョイナー材6が前記両縦フレーム21,22間に挿入されると共に、前記挿入溝6bが、水密性保持のための充填材6pを介して前記係止片213に係止されつつ、前記嵌合部6cが前記嵌合用突条223に嵌合されて構成されている。
その施工順序及び施工された太陽光発電装置について説明する。該太陽光発電装置は、図3(A)に示すように、構造物の屋根として施工された例である。Y方向を屋根の傾斜方向とし、X方向を屋根の棟方向とする。その傾斜角度をθとする。まず、構造材3のみから構成される場合であって、母屋などの構造材3が棟方向に平行に所定間隔をおいて併設される。そして、前記縦樋材4,4,…が、所定間隔(前記太陽光発電ユニットAの横幅に相当間隔)をおいて並列状態にして縦樋用吊子81及びボルト等の固着具82を介して固着される。また、場合によっては、溶接手段にて固着されることもある。
The construction order and the constructed photovoltaic power generation apparatus will be described. This solar power generation device is an example constructed as a roof of a structure as shown in FIG. The Y direction is the roof inclination direction, and the X direction is the roof ridge direction. The inclination angle is θ. First, in the case of only the
次いで、太陽光発電ユニットAが、図1及び図3(B)に示すように、前記縦樋材4の水下側(図1において手前側)から水上側(図1において向こう側)に向かって順次取付られる。そのとき、太陽光発電ユニットAの横水下フレーム23と、隣接の太陽光発電ユニットAの横水上フレーム24とが図7(A)に示す構成になるように取り付け施工される。さらに、図7(B)に示すような隣接する太陽光発電ユニットA,Aは、図6に示すように、固定具5を介して縦樋材4の取付突条部42に固定される。このようにして太陽光発電ユニットA多数が、図3(A)及び(B)に示すY方向及びX方向に整然と取り付けられる。最後に、棟方向(棟方向:X方向)の太陽光発電ユニットA,A間それぞれには、長尺のジョイナー材6が挿入されて固着される(図1及び図5参照)。また、必要に応じて、前記ジョイナー材6の周縁、前記上部カバー部234箇所には、水密性向上のために、何らかの充填材を介在することもある。
Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 3 (B), the photovoltaic power generation unit A moves from the underwater side (the front side in FIG. 1) to the upper side (the other side in FIG. 1) of the
さらに、図5(A)に示すように、隣接する前記縦樋材4,4間のL形側部43,43間に、前記太陽光発電パネル1と同等大きさの透明又は半透明状の下部側採光板71が板状枠72を介して水密的に嵌合施工されることもある。また、前述した縦フレーム21,22、横水下・水上フレーム23,24の適所には、必要に応じて適宜水抜き孔を形成することがある。さらに、前記太陽光発電ユニットAの太陽光発電パネル1を透明又は半透明に構成すれば、屋根などの採光部として提供できる利点がある。
Furthermore, as shown in FIG. 5 (A), between the L-shaped
A…太陽光発電ユニット、11…太陽光発電アレイ、11a…太陽光発電セル、
2…枠体、21,22…縦フレーム、211a,221a…縦フレーム樋状部、
213…係止片、223…嵌合用突条、233a…端部垂下縁、
23…横水下フレーム、231…支持立上り部、233…水平部、
234…カバー部、24…横水上フレーム、242a…頂片、244…横樋状部、
3…構造材、4…縦樋材、41…縦樋状部、411…平坦部、412…立上り部、
42…取付突条部、421…溝部、422…空隙、423…支持板部、
43…L形側部、5…固定具、5a…螺子部、5b…回転片、5c…ナット、
5d…押え片、6…ジョイナー材、6b…挿入溝、6c…嵌合部。
A ... solar power generation unit, 11 ... solar power generation array, 11a ... solar power generation cell,
2 ... Frame body, 21, 22 ... Vertical frame, 211a, 221a ... Vertical frame bowl-shaped part,
213 ... locking piece, 223 ... fitting protrusion, 233a ... end portion hanging edge,
23 ... Horizontal water frame, 231 ... Support rising part, 233 ... Horizontal part,
234 ... Cover part, 24 ... Horizontal water frame, 242a ... Top piece, 244 ... Recumbent-shaped part,
3 ... structural material, 4 ... vertical rod material, 41 ... vertical rod-shaped portion, 411 ... flat portion, 412 ... rising portion,
42 ... mounting protrusion, 421 ... groove, 422 ... gap, 423 ... support plate,
43 ... L-shaped side part, 5 ... Fixing tool, 5a ... Screw part, 5b ... Rotating piece, 5c ... Nut,
5d ... Presser piece, 6 ... Joiner material, 6b ... Insertion groove, 6c ... Fitting part.
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