JP2017166235A - 太陽電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の屋根材の錆及び腐食を抑制できる太陽電池システムを得ること。【解決手段】太陽電池システム２０は、太陽電池パネル２１の周囲を保持し、太陽電池パネル２１の受光面側に、太陽電池パネル２１の上の雨水を太陽電池モジュール１の外に排水する切り欠き３が形成されたフレーム２を有する太陽電池モジュール１と、金属屋根１３上に固定され、太陽電池モジュール１が載置される太陽電池モジュール用架台１９と、金属屋根１３上に設置されて切り欠き３の下方の金属屋根１３を覆うカバー部材１２とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、金属製の屋根材の錆及び腐食を抑制する太陽電池システムに関する。

近年では軽量である点、施工容易である点及び低コストである点からめっき及び塗装といった表面処理が施された金属製の屋根材が傾斜屋根に使用されることが増えている。

従来、傾斜屋根に太陽電池モジュールを設置する太陽電池モジュール設置架台は、屋根に取り付けるための屋根取付金具、縦桟、モジュールを固定するための固定金具及びボルトを介して太陽電池モジュールを固定する場合が多く、太陽電池モジュールと屋根との間には、屋根面から設置架台の高さ分の距離が空いていることが多い。この場合、モジュールから滴下した雨水が集中し、金属屋根の塗装などの劣化を促進することが懸念される。

特許文献１には、太陽電池モジュールのフレームに切欠構造を設け、雨水のような液体の排出性を向上させる方法が開示されている。

特許第４８１０５２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示される発明では、切欠構造から排出された雨水は排出先に集中するため、金属の屋根材に耐食性を有する塗装が施されていても、長期的に流水が集中して塗装が消失し、錆が発生して腐食が促進されてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、金属製の屋根材の錆及び腐食を抑制できる太陽電池システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、フレームの受光面側に切り欠きを有する太陽電池モジュールと、金属屋根に固定され、太陽電池モジュールが載置される太陽電池モジュール用架台とを備える。本発明は、切り欠きの下方の金属屋根を覆うカバー部材を備える。

本発明によれば、金属製の屋根材の錆及び腐食を抑制できる太陽電池システムを得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池システムの分解斜視図 実施の形態１に係る太陽電池システムに用いられる太陽電池モジュールの部分斜視図 実施の形態１に係る太陽電池システムの斜視図 実施の形態１に係る太陽電池システムの軒側から見た側面図 実施の形態１に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図 本発明の実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図 実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の正面図 実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の設置状態を示す斜視図 実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の設置状態を示す正面図 本発明の実施の形態３に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図 本発明の実施の形態４に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図 実施の形態４に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の正面図

以下に、本発明の実施の形態に係る太陽電池システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池システムの分解斜視図である。図２は、実施の形態１に係る太陽電池システムに用いられる太陽電池モジュールの部分斜視図である。実施の形態１に係る太陽電池システム２０は、太陽電池モジュール１と、太陽電池モジュール１を載置する太陽電池モジュール用架台１９と、軒側の端に設置された太陽電池モジュール１の軒側を保護する軒側カバー２３と、棟側の端に設置された太陽電池モジュール１の棟側を保護する棟側カバー２４とを備えている。

太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２１と、太陽電池パネル２１の周囲を保持するフレーム２とを備えている。フレーム２は、端部付近に切り欠き３を有する。切り欠き３は、太陽電池パネル２１の四隅に当たる部分に位置している。

太陽電池モジュール用架台１９は、屋根材に取り付ける屋根取付金具４、屋根取付金具４同士を屋根傾斜方向に繋ぐ縦桟５及び太陽電池モジュール１を固定する固定金具６を備えている。

屋根取付金具４は、側面視ハット型の部材であり、木ねじ７で屋根面に固定される。縦桟５は、上面に長手方向に沿ったスリットを備えた中空角棒状の部材であり、屋根取付金具４に縦桟用ボルト８とナット９とで締結される。固定金具６は、固定金具用ボルト１０とファスナー１１とで縦桟５に締結される。ファスナー１１は、縦桟５の内部に挿入される矩形状の部材であり、固定金具用ボルト１０のねじ山と適合する雌ねじが形成されている。太陽電池モジュール１は、固定金具６がフレーム２を保持することにより設置される。太陽電池モジュール用架台１９を構成する各部材は、金属製であり、適用可能な金属には、アルミニウム及び溶融亜鉛めっき鋼板を例示できるが、これらに限定されない。

太陽電池パネル２１の上に降った雨水は、フレーム２の切り欠き３から太陽電池モジュール１の外に排水される。切り欠き３は、フレーム２の両端部付近に設けられており、太陽電池モジュール１の四隅に当たる部分に位置しているため、太陽電池モジュール１が傾斜を持って設置されても排水できる。

太陽電池モジュール用架台１９の縦桟５は、太陽電池モジュール１の下に２本設置される。２本の縦桟５は、横方向において太陽電池モジュール１を、左側の縦桟５よりも左に位置する部分と、２本の縦桟５の間の位置する部分と、右側の縦桟５よりも右に位置する部分との比が１：１：１から１：４：１の間となるように配置されている。

図３は、実施の形態１に係る太陽電池システムの斜視図である。図４は、実施の形態１に係る太陽電池システムの軒側から見た側面図である。図５は、実施の形態１に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図である。カバー部材１２は、縦桟５の外側の位置であって、太陽電池モジュール１の切り欠き３の下方に配置されている。カバー部材１２は、金属屋根１３に貼り付けられている。金属屋根１３は、耐候性の被覆が施された金属製である。以下の説明では、金属屋根１３は塗装めっき鋼板製であるとするが、これに限定されない。カバー部材１２は、桁方向には切り欠き３の幅以上の長さを有する。カバー部材１２は、傾斜の付いた屋根の設けられた太陽電池モジュール１の軒側に排出される雨水が金属屋根１３に直接滴下されることを防ぐ。

図４に示すように、カバー部材１２の横幅寸法Ｗ_１は、切り欠き３の幅寸法Ｗ_２よりも大きく、縦桟５から太陽電池モジュール１の端部までの寸法Ｌよりも小さい。カバー部材１２の傾斜方向の幅である縦幅は、カバー部材１２の横幅と同等である。カバー部材１２は、切り欠き３の下方に中心が位置するように金属屋根１３上に設置される。

カバー部材１２は、少なくとも金属屋根１３と当接する側の面が粘着性を有している。カバー部材１２は、ブチルゴムシート又はアルミニウムテープを適用可能であるが、これらに限定はされない。カバー部材１２は、粘着性を有する面を金属屋根１３に貼り付けることで固定される。これにより、カバー部材１２の設置作業が容易であり、設置後に貼り直すことによる位置調整も可能となる。

雨水は、金属屋根１３からの高さＨ_１が、屋根取付金具４及び縦桟５を合わせた高さＨ_２以上である太陽電池モジュール１の切り欠き３から滴下されるが、カバー部材１２に弾かれて分散された後に屋根傾斜方向に流れるため、金属屋根１３に局所的に雨水が滴下されることはない。

金属屋根１３に局所的に雨水が滴下されることがなくなることにより、金属屋根１３の塗装及びめっきの早期劣化を抑制し、金属屋根１３の母材である鋼板に錆及び腐食が発生することを防止できる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図である。図７は、実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の正面図である。図８は、実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の設置状態を示す斜視図である。図９は、実施の形態２に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の設置状態を示す正面図である。カバー部材１２は、アルミニウム又は樹脂を材料に成型されている。カバー部材１２の表面には、溝１４が形成されている。図６及び図７に示すように、溝１４は、断面形状が三角形であり、カバー部材１２の表面は鋸歯状となっている。溝１４は、屋根傾斜方向に沿っている。

カバー部材１２は、カバー部材用木ねじ１５の固定部２２が棟側に設けられており、固定部２２には溝１４が設けられていない。

実施の形態１と同様に、カバー部材１２は、太陽電池モジュール１の切り欠き３の下方に配置され、溝１４が屋根傾斜に沿う向きで金属屋根１３にカバー部材用木ねじ１５で固定される。カバー部材１２がカバー部材用木ねじ１５で固定されることにより、カバー部材１２の長期的な固定が可能となる。なお、カバー部材用木ねじ１５の位置を雨水が集中する太陽電池モジュール１の切り欠き３の下方よりも棟側とすること、換言すると、カバー部材１２を切り欠き３よりも棟側でカバー部材用木ねじ１５により金属屋根１３に固定することで、雨漏りが発生する可能性を低減できる。

カバー部材１２の周辺にコーキング材を配置することで、屋根面から流れてくる雨水がカバー部材用木ねじ１５を伝って小屋裏に侵入することを防止できる。コーキング材にはシリコン系又はゴムアスファルト系のものを適用可能であるが、これらに限定されない。

図４に示したように、雨水は、金属屋根１３からの高さがＨ_１である太陽電池モジュール１の切り欠き３から滴下される。切り欠き３から落下した雨水は、カバー部材１２まで落下するまでの間に風の影響を受けて前後移動するため、カバー部材１２上の雨水が衝突する箇所は一点に定まらず、面積を持った領域となる。切り欠き３から落下した雨水がカバー部材１２に衝突するまでの移動距離は、切り欠き３の金属屋根１３からの高さＨ_１が高いほど長くなるため、屋根取付金具４及び縦桟５を合わせた高さＨ_２が高いほど、雨水は分散されやすい。逆に言えば、屋根取付金具４及び縦桟５を合わせた高さＨ_２が低いと、カバー部材１２上の雨水が衝突する領域が小さくなり、金属屋根１３の一部分に集中して雨水が流れやすくなる。

実施の形態２に係るカバー部材１２に設けられた溝１４は、太陽電池モジュール１の金属屋根１３からの屋根取付金具４及び縦桟５を合わせた高さＨ_２が低く、太陽電池モジュール１の切り欠き３から滴下される雨水がカバー部材１２に滴下され、雨水が分散されにくい場合においても、のこぎり形状により雨水を分散させる効果がある。これにより、カバー部材１２から金属屋根１３に流れた雨水が一部分に集中せず、流水に対しても塗装及びめっきの寿命を延ばすことが可能となる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図である。実施の形態３に係るカバー部材１２の上面には、ピラミッド型の突起１８が複数形成されている。複数の突起１８は、屋根の傾斜に沿った方向に対角の頂点１８ａ，１８ｂが位置するように配列されている。したがって、突起１８同士を隔てる溝１４は、屋根の傾斜に対して斜め方向に形成されている。

実施の形態３においては、カバー部材１２の表面に沿って流れる雨水は、突起１８の棟側の頂点１８ａにおいて左右に分散される。したがって、カバー部材１２を流れ下るに従い、雨水は左右方向に分散される。これにより、カバー部材１２から金属屋根１３に流れた雨水が一部分に集中せず、流水に対しても塗装及びめっきの寿命を延ばすことが可能となる。

実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の斜視図である。図１２は、実施の形態４に係る太陽電池システムに用いられるカバー部材の正面図である。カバー部材１２は、２層構造となっており、カバー部材第１層１６は、粘着性を持たない材料で形成されており、表面には溝１４が形成されている。カバー部材第１層１６の材料には、アルミニウム又は樹脂を適用できるがこれに限定されない。溝１４は、断面形状が三角形であり、カバー部材１２の表面は鋸歯状となっている。溝１４は、屋根傾斜方向に沿っている。カバー部材第２層１７は、両面に粘着性を有する材料が用いられている。粘着性を有する材料にはブチルゴムを適用可能であるが、これに限定されない。カバー部材第２層１７の一方の面は、金属屋根１３との接触面となっている。

カバー部材第１層１６は、カバー部材第２層１７の周縁部から全周にわたって張り出した状態でカバー部材第２層１７の他方の面に粘着されている。すなわち、カバー部材第１層１６は縦方向及び横方向ともに、カバー部材第２層１７以上の寸法を有している。

カバー部材１２は、太陽電池モジュール１の切り欠き３の下方に配置され、カバー部材第２層１７の粘着性によって金属屋根１３に固定される。

カバー部材第１層１６は、カバー部材第２層１７を覆うため、太陽電池システムの外周部にカバー部材１２を取り付ける場合でも、直射日光によりカバー部材第２層１７が劣化して粘着性が損なわれることを防止できる。

カバー部材第１層１６の表面に溝１４を設けることにより効果は、実施の形態２と同様であるため、説明は省略する。なお、カバー部材第１層１６の表面には、実施の形態３と同様のピラミッド形状の突起を設けてもよい。

実施の形態４に係るカバー部材１２は、金属屋根１３に固定する際にねじ止め作業が不要であるため、実施の形態２に係るカバー部材と比較すると設置作業の労力を軽減できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 太陽電池モジュール、２ フレーム、３ 切り欠き、４ 屋根取付金具、５ 縦桟、６ 固定金具、７ 木ねじ、８ 縦桟用ボルト、９ ナット、１０ 固定金具用ボルト、１１ ファスナー、１２ カバー部材、１３ 金属屋根、１４ 溝、１５ カバー部材用木ねじ、１６ カバー部材第１層、１７ カバー部材第２層、１８ 突起、１８ａ，１８ｂ 頂点、１９ 太陽電池モジュール用架台、２０ 太陽電池システム、２１ 太陽電池パネル、２２ 固定部、２３ 軒側カバー、２４ 棟側カバー。

Claims (10)

1. 太陽電池パネルの周囲を保持し、該太陽電池パネルの受光面側に切り欠きが形成されたフレームを有する太陽電池モジュールと、
   金属屋根に固定され、前記太陽電池モジュールが載置される太陽電池モジュール用架台と、
   前記切り欠きの下方の金属屋根を覆うカバー部材と
   を備えたことを特徴とする太陽電池システム。
2. 前記カバー部材は、少なくとも前記切り欠きから落下した雨水が滴下する部分に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池システム。
3. 前記カバー部材は、屋根の傾斜方向に沿った断面視三角形形状の溝を上面に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池システム。
4. 前記カバー部材は、ピラミッド形状の複数の突起を上面に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池システム。
5. 前記カバー部材は、少なくとも前記金属屋根との接触面が粘着性を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池システム。
6. 前記カバー部材は粘着性を有していないカバー部材第１層と、両面が粘着性を有し、一方の面が前記接触面を形成したカバー部材第２層とで構成され、
   前記カバー部材第１層は、前記カバー部材第２層の周縁部から全周にわたって張り出した状態で前記カバー部材第２層の他方の面に粘着されていることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池システム。
7. 前記カバー部材は、前記切り欠きよりも棟側で木ねじによって前記金属屋根に固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池システム。
8. 前記溝は、前記金属屋根に木ねじで固定される固定部を除いた部分に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池システム。
9. 複数の前記突起は、前記金属屋根に木ねじで固定される固定部を除いた部分に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池システム。
10. 前記カバー部材は、ブチルゴム、アルミニウム及び樹脂のいずれかを材料にして構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の太陽電池システム。