JP2019011567A - 太陽電池屋根の改良構造 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電及び防水効果を兼ね備えた屋根組立て構造を提供する。【解決手段】互いに間隔を置いて配列する複数の支持モジュール１０と、隣接し合う二つの支持モジュールの間に架設する複数の太陽電池モジュール２０と、複数の挟持モジュール３０とを包括し、各支持モジュールは、二つの支持部と、中間部と、二つの排水部とを包含し、各排水部は、各支持部に隣接する排水スロットと、各支持部から離れ且つ各支持部と同じ高さの仕切りとを包含する。各太陽電池モジュールの両側は、二つの支持モジュールにあるこれら支持部のうちの一つ及び排水部にそれぞれ係着し、且つ太陽電池モジュールは、排水部との間に、雨水の流動を制限するための排水経路を形成する。各挟持モジュールは、固定部と、二つの延伸部と、二つの押圧部を包含する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、太陽電池屋根の改良構造、特に太陽光発電及び防水効果を兼ね備えた屋根組立て構造に関するものである。

屋根に太陽光パネルを取り付ける従来の方法では、頂面に桟が設置された架台を屋上に架設し、太陽光パネルをこの架台上にある桟に嵌設している。しかし、雨が降ると、雨水が太陽光パネルと架台との間にある間隙から浸透し、架台内部の各隙間が水気により日に日に腐食し、メンテナンスの際にはすべての架台を取り外して取り替えなければならず、手間がかかるだけでなく、建材の浪費にも繋がっている。

上述した問題を解決するため、特許文献１では、複数の鋼製フレームから構成する架台を主に包含する、太陽光パネルの架台防水構造が掲示され、前記架台の頂面で複数の格子を形成し、複数の太陽光パネルを前記架台上に架設することができ、さらに、これら太陽光パネルの下方に、水が滲まない積層板から構成する防水隔離層を設け、雨水の浸透を防止する効果を達成している。

去れども、上述した周知技術では、屋根のすべてを前記架台で覆設するため、大面積の前記防水隔離層が必要となり、また、前記防水隔離層がプレート状であることから、その面積が大きければ大きいほど、施工後の平坦性が維持され難くなり、さらに、大面積の架台は、施工し難いだけでなく、架設完了後の架台は、長期にわたる雨風によって腐食し易く、メンテナンスの際すべての架台を屋根から取り外さなければならず、且つ、架台や防水隔離層の平面面積が大きいことから、反りなどの変形の度合も制御し難く、これらの問題は、太陽光パネルの取り付けにかかるコストを間接的に引き上げてしまい、あまり望ましいものではない。このため、周知技術を改良する余地がある。

台湾特許公告Ｍ４６４４９２号

本発明の主要な目的は、上述した周知技術の金属製架台では防水効果が備わっていないことから腐食し易く、且つ大面積のプレート状部材では変形し易く、施工が難しいという問題を解決することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、建築物の屋根を構築するために用いる、太陽電池屋根の改良構造を提供し、前記建築物の頂面に設置し且つ互いに間隔を置いて配列する複数の支持モジュールと、隣接し合う二つの前記支持モジュールの間に架設する複数の太陽電池モジュールと、複数の挟持モジュールとを包括している。各前記支持モジュールは、二つの支持部と、前記二つの支持部の間に接続し且つ前記二つの支持部より前記建築物の頂面に近接する中間部と、二つの排水部とを包含し、各前記排水部は、前記中間部から離れた各前記支持部の一方にそれぞれ接続し、前記支持部に接続する排水スロットと、前記排水スロットに接続し且つ各前記支持部と同じ高さの仕切りとを包含している。各前記太陽電池モジュールの両側は、二つの前記支持モジュールにあるこれら支持部のうちの一つにそれぞれ係着し、且つ前記太陽電池モジュールは、二つの前記支持モジュールの間で隣接し合う前記二つの排水部上に被覆することで、前記太陽電池モジュール、前記二つの排水部にある前記排水スロット及び前記仕切りが、雨水を流動させるための排水経路を形成している。各挟持モジュールは、これら支持モジュールのうちの一つに設置し且つ隣接し合う前記支持モジュールの両側にある二つの前記太陽電池モジュールを挟持し、前記支持モジュールの前記中間部に対応するように設置して前記中間部上に固設する固定部と、前記固定部の両端から二つの前記太陽電池モジュールの頂面位置までそれぞれ延在する二つの延伸部と、各前記延伸部から二つの前記太陽電池モジュールの頂面に沿ってそれぞれ延在して前記太陽電池モジュールを押圧する二つの押圧部とを包含している。

さらに、各前記太陽電池モジュールは、光電変換ユニットと、前記光電変換ユニット周囲に設置する外枠とを有し且つ直列に設置した複数の光電池を包含している。

さらに、各前記外枠は、もう一つの前記光電池に隣接する一方に突起部を設け、且つ前記太陽電池屋根の改良構造は、隣接し合う二つの前記突起部の間にそれぞれ設置する複数の絶縁体と、隣接し合う二つの前記突起部にそれぞれ覆設する複数の接続部材とをさらに包含している。

さらに、隣接し合う二つの前記太陽電池モジュールは、その間に挟持空間を形成し、各前記挟持モジュールは、前記挟持空間に直列に設置し、隣接し合う二つの前記挟持モジュールは、その間に間隙を残し、且つ各前記間隙は、隣接し合う二つの前記光電池の間に対応している。

さらに、各前記外枠は、組立てた後前記挟持モジュールに対向する枠側面と、前記枠側面に沿って前記建築物方向に向かって延在する遮水部とを有している。

さらに、前記太陽電池屋根の改良構造は、各前記支持モジュール及び前記建築物の間に架設する複数の梁枠をさらに包含し、各前記梁枠は、ガイドレールと、前記ガイドレール両端にそれぞれ設置し且つ前記ガイドレール上で滑動可能な二つの位置決め部材と、各前記位置決め部材にそれぞれ接続する二つの当接板とを包含し、各前記当接板は、前記太陽電池屋根の改良構造で相対する両側にある二つの前記支持モジュールに当接している。

さらに、各前記位置決め部材は、チャンネルナットである。

さらに、前記太陽電池屋根の改良構造は、各前記中間部及び各前記固定部にそれぞれ貫通して緊締することで前記支持モジュール及び前記挟持モジュールを接合する複数の圧着部材をさらに包含している。

さらに、各前記支持モジュールは、前記挟持モジュールに相対する前記中間部のもう一方に設置する遮断部を包含し、且つ前記中間部及び前記遮断部は、その間に、雨水の流動を案内するための案内経路を形成している。

従って、本発明は、周知技術と比較して以下のような有益な効果を有している。
第一に、本発明は、周知の大面積鋼板に取って代わり、支持モジュール及び挟持モジュールによって太陽電池モジュールを挟着しており、施工、メンテナンスなどが困難という問題を改善することができる。
第二に、本発明は、支持モジュール上で凹んでいる排水部によって排水経路を形成することで、帯状ゴムやシールリングなどの防水部材を新たに設けることなく、屋根に降った雨水が前記排水経路に沿って排出されるため、理想的な防水効果と同時に、材料の節約及び工程の短縮を兼ね備えているという利点を有している。

本発明に係る実施形態の組合せを示す斜視図である。 図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線断面図である。 本発明に係る実施形態を示す斜視分解図である。 建築物上方から見下ろした本発明を示す平面図である。 図３Ａの４Ｂ−４Ｂ線断面図である。 本発明に係る光電池を示す局部拡大図である。 本発明に係るもう一つの実施形態を示す斜視分解図である。

本発明に係る技術に関して、図１Ａ及び図２を参照すると、本発明に係る太陽電池屋根の改良構造１は、農舎、温室或いは一般住宅などの建築物の屋根を構築するために用い、且つ前記太陽電池屋根の改良構造１は、前記建築物を遮蔽して雨水を遮断する機能だけでなく、同時に太陽光発電の機能を兼ね備えている。本発明に係る太陽電池屋根の改良構造１は、前記建築物の頂面に設置し且つ互いに間隔を置いて配列する複数の支持モジュール１０と、隣接し合う二つの前記支持モジュール１０の間に架設する複数の太陽電池モジュール２０と、複数の挟持モジュール３０とを包括している。なお、本発明に係る各図面における水平方向は、これら太陽電池モジュール２０の配列方向と一致しており、また、前記太陽電池屋根の改良構造１は、実際には、平面、傾斜面或いは不規則な平面から構成する屋根に構築することができるが、これに限定するものではない。

具体的にいうと、図１Ｂ及び図２で示すように、各前記支持モジュール１０は、二つの支持部１１と、前記二つの支持部１１の間に接続し且つ前記二つの支持部１１より前記建築物の頂面に近接する中間部１２と、二つの排水部１３とを包含し、各前記排水部１３は、前記中間部１２から離れた各前記支持部１１の一方にそれぞれ接続し、前記支持部１１に接続する排水スロット１３１と、前記排水スロット１３１に接続し且つ各前記支持部１１と同じ高さの仕切り１３２とを包含しており、このため、雨が降ると、雨水は、下位の位置にある前記中間部１２及びこれら排水部１３に流入し易くなっている。

各前記太陽電池モジュール２０の両側は、二つの前記支持モジュール１０にあるこれら支持部１１のうちの一つにそれぞれ係着し、且つ前記太陽電池モジュール２０は、二つの前記支持モジュール１０の間で隣接し合う前記二つの排水部１３上に被覆することで、前記太陽電池モジュール２０、前記二つの排水部１３にある前記排水スロット１３１及び前記仕切り１３２が、雨水を流動させるための排水経路１４を形成している。従って、雨が降ったとき、雨水が各前記太陽電池モジュール２０の外縁を沿って前記太陽電池モジュール２０と前記支持モジュール１０との間の隙間に浸透すると、雨水は、屋根の隙間から前記建築物中に浸透することなく、前記排水経路１４に案内され、前記建築物両側から排出されることから、理想的な防水効果を達している。

各挟持モジュール３０は、これら支持モジュール１０のうちの一つに設置し且つ隣接し合う前記支持モジュール１０の両側にある二つの前記太陽電池モジュール２０を挟持し、前記支持モジュール１０の前記中間部１２に対応するように設置する固定部３１と、前記固定部３１の両端から二つの前記太陽電池モジュール２０の頂面位置までそれぞれ延在する二つの延伸部３２と、各前記延伸部３２から二つの前記太陽電池モジュール２０の頂面に沿ってそれぞれ延在して前記太陽電池モジュール２０を押圧する二つの押圧部３３とを包含し、これによって、これら挟持モジュール３０は、各前記太陽電池モジュール２０を挟持する挟持力をさらに向上させ、本発明に係る太陽電池屋根の改良構造１を安定的に結合させるという効果を達成しており、本実施態様において前記固定部３１は、前記中間部１２上に固設している。

本実施態様において、前記太陽電池屋根の改良構造１は、各前記中間部１２及び各前記固定部３１にそれぞれ貫通して緊締することで前記支持モジュール１０及び前記挟持モジュール３０を接合する複数の圧着部材４０をさらに包含し、前記圧着部材は、セルフタッピングねじなどとすることができる。各前記支持モジュール１０は、前記挟持モジュール３０に相対する前記中間部１２のもう一方に設置する遮断部１５を包含し、且つ前記中間部１２及び前記遮断部１５は、その間に、各前記圧着部材４０と前記中間部１２との繋ぎ目から浸透した雨水の流動を案内するための案内経路１６を形成し、これにより、さらに理想的な防水効果を達している。

次に、図３を参照すると、実施態様において、各前記太陽電池モジュール２０は、直列に設置した複数の光電池２１を包含し、隣接し合う二つの前記太陽電池モジュール２０は、その間に挟持空間５００を形成し、各前記挟持モジュール３０は、前記挟持空間５００に直列に設置し、隣接し合う二つの前記挟持モジュール３０は、その間に間隙５１０を残し、且つ各前記間隙５１０は、隣接し合う二つの前記光電池２１の間に対応することが好ましく、隣接し合う二つの前記光電池２１の繋ぎ目に降った雨水は、前記中間部１２まで流れるように案内され（図２を参照）、前記建築物両側から排出されている。

図３Ｂ、図４及び図５で示すように、各前記光電池２１は、光電変換ユニット２１１と、前記光電変換ユニット２１１周囲に設置する外枠２１２とを有し、各前記外枠２１２は、もう一つの前記光電池２１に隣接する一方に突起部２１３を設け、且つ前記太陽電池屋根の改良構造１は、隣接し合う二つの前記突起部２１３の間にそれぞれ設置する複数の絶縁体５０と、隣接し合う二つの前記突起部２１３にそれぞれ覆設する複数の接続部材６０とをさらに包含している。前記光電変換ユニット２１１は、電極を設けた複数の光電チップが組合さって構成しており、受光した光エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いている。前記接続部材６０は、アルミニウム押出部材であり、前記絶縁体５０は、帯状ゴムであって、前記接続部材６０及び前記絶縁体５０は、表面に防水機能を有するラバーペイントが塗布されるため、隣接し合う二つの前記光電池２１は、各前記接続部材６０によって各前記突起部２１３と互いに係合し、二つの前記光電池２１に結合が発生しないように、前記絶縁体５０を緊密に挟持し、且つ雨水が隣接し合う二つの前記光電池２１の間から前記建築物内に浸透しないように、隣接し合う二つの前記光電池２１の間にある隙間を完全に封止することができる。

また、雨水がこれら光電池２１の間の繋ぎ目から前記建築物内に浸透することを考慮すると、実施態様において、各前記外枠２１２は、組立てた後前記挟持モジュール３０に対向する枠側面２１４と、前記枠側面２１４に沿って前記建築物方向に向かって延在する遮水部２１５とを有している。前記遮水部２１５は、前記枠側面２１４から前記建築物の内部方向に向かって延在しており、たとえ雨水が前記挟持モジュール３０と前記支持モジュール１０との間（図１Ａを参照）に浸透したとしても、前記遮水部２１５によって遮水され、前記中間部１２に流された後、前記太陽電池屋根の改良構造１から排出されることから、下方の前記建築物の内部空間まで浸透することはない。

また、作業員が施工する際、前記太陽電池屋根の改良構造１の位置の微調整、或いは部材間同士の誤差の解消を行い易くするため、図５で示すように、実施態様において、前記太陽電池屋根の改良構造１は、各前記支持モジュール１０及び前記建築物の間に架設する複数の梁枠４１０をさらに包含し、各前記梁枠４１０は、ガイドレール４１１と、前記ガイドレール４１１両端にそれぞれ設置し且つ前記ガイドレール４１１上で滑動可能な二つの位置決め部材７０と、各前記位置決め部材７０にそれぞれ接続する二つの当接板４２０とを包含し、各前記当接板４２０は、前記太陽電池屋根の改良構造１で相対する両側にある二つの前記支持モジュール１０に当接している。そのうち、各前記位置決め部材７０は、チャンネルナット（ｃｈａｎｎｅｌ ｎｕｔ）であって、ねじなどの素子によって前記梁枠４１０上に締結され、これら当接板４２０が外側にある両側の二つの前記支持モジュール１０を当接することで、これら支持モジュール１０が滑落しないようにするための支持力を提供し、位置調整が必要な場合、これら位置決め部材７０上にあるねじのうちの一つを弛緩して前記位置決め部材７０及び前記当接板４２０を適切な位置に滑動させ、再度締結して位置決めを行うだけでよい。

１ 太陽電池屋根の改良構造
１０ 支持モジュール
１１ 支持部
１２ 中間部
１３ 排水部
１３１ 排水スロット
１３２ 仕切り
１４ 排水経路
１５ 遮断部
１６ 案内経路
２０ 太陽電池モジュール
２１ 光電池
２１１ 光電変換ユニット
２１２ 外枠
２１３ 突起部
２１４ 枠側面
２１５ 遮水部
３０ 挟持モジュール
３１ 固定部
３２ 延伸部
３３ 押圧部
４０ 圧着部材
５０ 絶縁体
６０ 接続部材
７０ 位置決め部材
４１０ 梁枠
４１１ ガイドレール
４２０ 当接板
５００ 挟持空間
５１０ 間隙

Claims (9)

1. 建築物の屋根を構築するために用いる、太陽電池屋根の改良構造であって、
   前記建築物の頂面に設置し且つ互いに間隔を置いて配列し、それぞれ二つの支持部と、前記二つの支持部の間に接続し且つ前記二つの支持部より前記建築物の頂面に近接する中間部と、二つの排水部とを包含し、各前記排水部は、前記中間部から離れた各前記支持部の一方にそれぞれ接続し、前記支持部に接続する排水スロットと、前記排水スロットに接続し且つ各前記支持部と同じ高さの仕切りとを包含する複数の支持モジュールと、
   隣接し合う二つの前記支持モジュールの間に架設し、その両側は、二つの前記支持モジュールにあるこれら支持部のうちの一つにそれぞれ係着し、且つ二つの前記支持モジュールの間で隣接し合う前記二つの排水部上に被覆することで、前記二つの排水部にある前記排水スロット及び前記仕切りとともに、雨水を流動させるための排水経路を形成する複数の太陽電池モジュールと、
   これら支持モジュールのうちの一つに設置し且つ隣接し合う前記支持モジュールの両側にある二つの前記太陽電池モジュールを挟持し、前記支持モジュールの前記中間部に対応するように設置して前記中間部上に固設する固定部と、前記固定部の両端から二つの前記太陽電池モジュールの頂面位置までそれぞれ延在する二つの延伸部と、各前記延伸部から二つの前記太陽電池モジュールの頂面に沿ってそれぞれ延在して前記太陽電池モジュールを押圧する二つの押圧部とを包含する複数の挟持モジュールと、を包含することを特徴とする、太陽電池屋根の改良構造。
2. 各前記太陽電池モジュールは、光電変換ユニットと、前記光電変換ユニット周囲に設置する外枠とを有し且つ直列に設置した複数の光電池を包含することを特徴とする請求項１に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
3. 各前記外枠は、もう一つの前記光電池に隣接する一方に突起部を設け、且つ前記太陽電池屋根の改良構造は、隣接し合う二つの前記突起部の間にそれぞれ設置する複数の絶縁体と、隣接し合う二つの前記突起部にそれぞれ覆設する複数の接続部材とをさらに包含することを特徴とする請求項２に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
4. 隣接し合う二つの前記太陽電池モジュールは、その間に挟持空間を形成し、各前記挟持モジュールは、前記挟持空間に直列に設置し、隣接し合う二つの前記挟持モジュールは、その間に間隙を残し、且つ各前記間隙は、隣接し合う二つの前記光電池の間に対応することを特徴とする請求項２に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
5. 各前記外枠は、組立てた後前記挟持モジュールに対向する枠側面と、前記枠側面に沿って前記建築物方向に向かって延在する遮水部とを有することを特徴とする請求項２に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
6. 前記太陽電池屋根の改良構造は、各前記支持モジュール及び前記建築物の間に架設する複数の梁枠をさらに包含し、各前記梁枠は、ガイドレールと、前記ガイドレール両端にそれぞれ設置し且つ前記ガイドレール上で滑動可能な二つの位置決め部材と、各前記位置決め部材にそれぞれ接続する二つの当接板とを包含し、各前記当接板は、前記太陽電池屋根の改良構造で相対する両側にある二つの前記支持モジュールに当接することを特徴とする請求項１に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
7. 各前記位置決め部材は、チャンネルナットであることを特徴とする請求項６に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
8. 前記太陽電池屋根の改良構造は、各前記中間部及び各前記固定部にそれぞれ貫通して緊締することで前記支持モジュール及び前記挟持モジュールを接合する複数の圧着部材をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の、太陽電池屋根の改良構造。
9. さらに、各前記支持モジュールは、前記挟持モジュールに相対する前記中間部のもう一方に設置する遮断部を包含し、且つ前記中間部及び前記遮断部は、その間に、雨水の流動を案内するための案内経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の、太陽電池屋根の改良構造。