JP2020026717A - 屋根構造及び屋根構造の構築方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため太陽光発電モジュール自体は薄く且つ軽量に構成されているが、太陽光発電パネルは上面及び下面の構造から比較的厚くて重い構造体となっていた。しかも太陽光発電モジュールやガラス板が変形困難で脆弱なため、取扱に注意が必要であった。
例えば下記特許文献1には、支柱に支持された屋根部に太陽光発電パネルを設けたカーポートが提案されている。このカーポートでは、後方側から立設して上下方向の中間から前方側に湾曲した第1支柱と、後方側から立設して上下方向の中間から後方側に湾曲した第2支柱と、により屋根を支持することで、太陽光発電パネルを設置して屋根が重くなっても安定に支持できるようにしている。
そのため湾曲形状を有する屋根に太陽光発電パネルを固定すると、屋根構造の外観品質を確保し難く、湾曲形状の屋根に太陽光発電パネルを設置することが困難であった。
この構造によれば、屋根フレームに取付ブラケットを固定するための構造を新たに設ける必要がなく、既設の構造物であっても太陽光発電パネルを容易に設置することができる。
この構成によれば、太陽光発電パネルを撓み変形させて屋根フレームに固定する際、環状に連続したパネル枠により全体に応力を分散してバランスよく変形できる。そのため太陽光発電パネルの一部が局部的に大きく変形することを防止することができ、例えば局部的な過剰な変形により太陽光発電モジュールの一部の性能が過剰に劣化することを抑制できる。
また撓み変形可能なパネル枠が外周縁に係止して環状に連続配置された太陽光発電パネルを湾曲形状に撓み変形させて固定するので、太陽光発電パネルをバランスよく撓み変形させて湾曲形状に設置でき、太陽光発電モジュールの一部の性能劣化を抑制できる。
よって既存の屋根構造に太陽光発電パネルを容易に設置することが可能である。
また本発明の屋根構造の構築方法によれば、湾曲形状の屋根フレームに沿って太陽光発電パネルを設置できる屋根構造を容易に構築できる屋根構造の構築方法を提供することができる。
図1は本実施形態の屋根構造を備えたカーポートの斜視図であり、図2はその屋根構造の部分断面図であり、図3(a)(b)は屋根構造の取付ブラケットを示す斜視図であり、図4(a)(b)は屋根構造に用いる太陽光発電パネルの平面図あり、図5は太陽光発電パネルの本体部の平面図あり、図6は太陽光発電パネルを示す部分拡大断面図であり、図7(a)(b)は太陽光発電パネルのパネル枠の部分平面図及び断面図である。
屋根構造部20は、図1及び図2に示すように、湾曲形状を有する屋根フレーム21と、屋根フレーム21に装着された屋根パネル22と、屋根フレーム21に固定された複数の取付ブラケット23と、複数の取付ブラケット23により屋根フレーム21に固定された複数の太陽光発電パネル10と、を備えている。
また複数の第1フレーム21a及び第2フレーム21bは、平面視でそれぞれ直線状に形成され、互いに縦横に直交して配置され、強固に接合されている。
第1フレーム21aは湾曲形状を有するため、下面部21c及び上面部21dも同様の湾曲形状を有し、屋根パネル22の装着部24も同様の湾曲形状を有している。
この屋根パネル22は第1フレーム21a及び第2フレーム21bのパネル締結部25に収容されて挟持されるため、屋根フレーム21の形状に対応した湾曲形状を有した状態で屋根フレーム21に装着されている。
中間部用取付ブラケット23bはパネル固定部28が一方の側方と他方の側方とに一対設けられている他は周縁部用取付ブラケット23aと同様である。
また各取付ブラケット23のパネル固定部28は、ベース部26から上方に突出した位置に設けられているため、太陽光発電パネル10が固定されると、屋根パネル22から上方に離間した位置に太陽光発電パネル10を固定でき、太陽光発電パネル10を屋根パネル22に沿って配置することが可能である。
このパネル固定部28には側方に延びる長孔28aが設けられており、長孔28aにより太陽光発電パネル10を固定することで、製造誤差等を吸収可能となっている。
各太陽光発電パネル10は、図4(a)(b)に示すように、太陽光発電モジュール11と太陽光発電モジュール11の両面に積層されたガラス繊維層12とが一体化された本体部13と、本体部13の外周縁に係止されて環状に連続配置された撓み変形可能なパネル枠14と、を備えている。
太陽光発電モジュール11は、太陽光発電セル11aを縦横に並べた状態で構成され、各太陽光発電セル11a間に必要な配線(図示せず)が設けられている。
各面のガラス繊維層12は、太陽光発電モジュール11を横断又は縦断可能な長尺のガラス繊維が多数配置されてシート状に成形されたガラス繊維と、ガラス繊維間や太陽光発電モジュール11との間を接着するための接着成分と、を有する層である。接着成分は各層の表面に存在するとともにガラス繊維間の内部まで含浸して存在する。上面側のガラス繊維層12は接着成分により硬化又は固化した状態で太陽光発電モジュール11で発電可能な光の十分な透過性を有している。
また各ガラス繊維層12が太陽光発電モジュール11より大きく、太陽光発電モジュール11の周縁からはみ出すように配置されている。
本実施形態では、図8に示すように、湾曲形状を有する屋根フレーム21が支持部30に支持され、多数の屋根パネル22が屋根フレーム21に装着された既設のカーポートの屋根構造部20に太陽光発電パネル10を設置する例である。
このとき屋根フレーム21の第1フレーム21a及び第2フレームのそれぞれに、互いに間隔を空けて設けられているパネル締結部25のビスを取り外し、上面部21d上に図3(a)(b)の周縁部用取付ブラケット23a及び中間部用取付ブラケット23bを載置し、ビス29によりパネル締結部25に固定することで行う。
ここでは太陽光発電モジュール11の両面にガラス繊維層12を積層一体化した図5の本体部13の外周縁に、図7のパネル枠14を係止させて環状に連続配置した太陽光発電パネル10を予め準備する。
湾曲形状に撓み変形させた太陽光発電パネル10を複数の取付ブラケット23のパネル固定部28間に架設して固定することで、屋根パネル22の上方の離間した位置に、屋根パネル22に沿って太陽光発電パネル10を設置することができる。
しかも撓み変形可能なパネル枠14が外周縁に係止して環状に連続配置された太陽光発電パネル10を撓み変形させているので、太陽光発電パネル10をバランスよく湾曲形状に変形して設置でき、太陽光発電モジュール11の性能劣化も抑制できる。
例えば上述した実施形態では、カーポートの屋根構造部20に本発明を適用した例について説明したが、屋外に構築される例えばアーケードやプレハブ等、各種の構築物の屋根構造であっても、本発明を同様に適用することが可能である。
また上述した実施形態では、取付ブラケット23を用いることで、屋根パネル22と太陽光発電パネル10との両方を屋根フレーム21に設置した例について説明したが、特に限定されない。
例えば図11に示すように、取付ブラケット23を使用せずに、屋根フレーム21の第1フレーム21a及び第2フレーム21bの装着部24に太陽光発電パネル10を配置することで、屋根フレーム21に屋根パネル22を設置せずに太陽光発電パネル10を設置することも可能である。その場合、パネル枠14を用いずに本体部13をそのまま太陽光発電パネル10として用いてもよい。
また上述した実施形態においては、既設のカーポートの屋根構造部20に太陽光発電パネル10を設置する例について説明したが、新たな構築物の屋根構造部20を構築する際に同時に、太陽光発電パネル10を設置することも可能である。
11 太陽光発電モジュール
11a 太陽光発電セル
12 ガラス繊維層
13 本体部
14 パネル枠
14a 枠本体
14b 連結片
14c 係止部
14d 取付部
15 ジャンクションボックス
16 リベット
20 屋根構造部
21 屋根フレーム
21a 第1フレーム
21b 第2フレーム
21c 下面部
21d 上面部
22 屋根パネル
23 取付ブラケット
23a 周縁部用取付ブラケット
23b 中間部用取付ブラケット
24 装着部
25 パネル締結部
26 ベース部
27 突出部
28 パネル固定部
28a 長孔
29 ビス
30 支持部
31 支柱
Claims (6)
- 太陽光発電モジュールより大きいガラス繊維層が前記太陽光発電モジュールの両面に積層一体化されて撓み変形可能な太陽光発電パネルと、湾曲形状を有する屋根フレームと、を備え、
前記湾曲形状に撓み変形した前記太陽光発電パネルが前記屋根フレームに固定されていることを特徴とする屋根構造。 - 前記屋根フレームに装着されて前記湾曲形状を有する屋根パネルと、前記屋根フレームに互いに間隔を空けて固定された複数の取付ブラケットと、を備え、
前記太陽光発電パネルは、前記複数の取付ブラケットに固定され、前記屋根パネルから上方に離間した位置に該屋根パネルに沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載の屋根構造。 - 前記屋根フレームは前記屋根パネルを装着するためのパネル締結部を有し、前記取付ブラケットは前記パネル締結部に固定されていることを特徴とする請求項2に記載の屋根構造。
- 前記太陽光発電パネルは、外周縁に係止して環状に連続配置された撓み変形可能なパネル枠を有していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の屋根構造。
- 太陽光発電モジュールの両面に前記太陽光発電モジュールより大きいガラス繊維層が積層一体化された太陽光発電パネルを撓み変形させ、湾曲形状を有する屋根フレームに前記太陽光発電パネルを固定することを特徴とする屋根構造の構築方法。
- 前記湾曲形状の屋根パネルが装着された前記屋根フレームのパネル締結部に、複数の取付ブラケットを互いに間隔を空けて固定し、
撓み変形可能なパネル枠が外周縁に係止して環状に連続配置された前記太陽光発電パネルを、前記湾曲形状に撓み変形させて前記複数の取付ブラケットに固定することで、前記屋根パネルから上方に離間した位置に該屋根パネルに沿って前記太陽光発電パネルを設置することを特徴とする請求項5に記載の屋根構造の構築方法。
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