JP2563718C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明は、住宅等の屋根であって、太陽電池が取り付けられているものに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】 従来、住宅等の建築構造物の屋根上に太陽電池を設置し、この太陽電池から住
宅に電力を供給し、省エネルギー化を図ることが実施されている。太陽電池を屋
根に設置するにあたっては、既設の屋根の上に、太陽電池が設けられたパネル状
の太陽電池ユニットを専用架台により固定する架台固定式、あるいは、瓦に太陽
電池を内蔵させたいわゆる太陽電池瓦を、屋根パネルに葺くといった手段が採ら
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 ところで、太陽電池は太陽光により発電するものであるが、太陽電池自身が過 度に熱せされると、エネルギー変換効率が低下する傾向があるが、上記のような
架台固定式や太陽電池瓦の場合、熱の逃げ（放熱）対策を施して、エネルギー変
換効率の低下を防ぐ手段が必要となる。 【０００４】 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、高熱化によるエネルギー変
換効率の低下を防ぎ、常に安定した電力供給が得られるとともに、太陽電池の電
線の配線を、風雨や太陽光の影響を受けにくい構成とした、太陽電池付き屋根パ
ネルを提供することを目的としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本発明は上記目的を達成するためになされたものであって、複数の太陽電池付
き屋根パネルが少なくとも屋根の一傾斜面に沿って並べられて梁に固着されてな
る住宅等の太陽電池付き屋根において、前記屋根パネルを、太陽電池が内蔵され
かつ上面が屋根面とされた透明板がその面方向にシールジョイントにより複数組
み合わされてパネル状とされた太陽電池ユニットが屋根パネル本体上のスペーサ
に貼設され、この屋根パネル本体の上面と太陽電池ユニットの下面との間に、屋
根の傾斜方向に沿って延びかつ該傾斜方向の両端部が開放されて前記太陽電池ユ
ニットの下面を冷却する通気層を形成したものとし、この屋根パネルを、前記通
気層が軒先部から棟部に向かいその傾斜面に沿って延びる状態で、前記梁に固着
したことを特徴としている。 【０００６】 【作用】 本発明の太陽電池付き屋根パネルによれば、前記屋根パネルを、太陽電池が内
蔵されかつ上面が屋根面とされた透明板がその面方向にシールジョイントにより
複数組み合わされてパネル状とされた太陽電池ユニットが屋根パネル本体上のス
ペーサに貼設され、この屋根パネル本体の上面と太陽電池ユニットの下面との間
に、屋根の傾斜方向に沿って延びかつ該傾斜方向の両端部が開放されて前記太陽
電池ユニットの下面を冷却する通気層を形成し、この屋根パネルを、前記通気層
が軒先部から棟部に向かいその傾斜面に沿って延びる状態で、前記梁に固着した ことにより、屋根パネル本体の上面と太陽電池ユニットの下面との間に形成され
た通気層を通る空気流が、軒先部から屋根の傾斜方向に沿って棟部に向かう上昇
気流となり、このため、太陽電池ユニットはこの上昇気流によりその下面が直接
冷却され、この太陽電池ユニットの熱放散が促進されて温度上昇が抑制され、そ
の結果、太陽電池ユニットのエネルギー変換効率が常に高く維持され、安定した
電力供給が図れる。 【０００７】 【実施例】 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 図１は、その一実施例の太陽電池付き屋根パネル（以下屋根パネルと略称）１
が複数用いられて屋根２が構成された、住宅Ｊの屋根部分を示しており、それら
屋根パネル１は、南に面する屋根２Ａ全体を構成している。 【０００８】 屋根パネル１は、住宅Ｊの軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２にわたって一体に形成され
たもので、屋根パネル本体３の上面に、太陽電池が内蔵されたパネル状の太陽電
池モジュール（太陽電池ユニット）４が複数貼設され、屋根パネル本体３と太陽
電池モジュール４との間に、該太陽電池モジュール４の下面に沿いかつ屋根の傾
斜方向に開放された通気層５が、軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２にわたって連通するよ
うに形成された基本構成となっている。 【０００９】 屋根パネル本体３は、図２および図３に示すように、屋根２の棟部Ｊ２側に張
られる屋根パネル本体３Ａと、軒先部Ｊ１側に張られる屋根パネル本体３Ｂが接
合されてなる。これらはいずれも長方形状で、幅は同じであるが、長さは、屋根
パネル本体３Ｂの方が長く設定されている。 【００１０】 屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）は、上面にアスファルトルーフィング６が施
された長方形状の合板７の下面に、複数の縦芯材８および横芯材９が固着されて
なる。縦芯材８は、合板７の長さ方向に沿った両縁部および中央に固着されてい
る。また、横芯材９は、合板７の幅方向に沿った両縁部に固着された横芯材９ａ と、これらの間に合板７の幅方向に沿って合板７に固着された複数本（この場合
２本）の横芯材９ｂの２種類ある。各横芯材９は、等間隔に配置されている。こ
れら縦芯材８、横芯材９は、接着剤および釘打ちにより、合板７に固着されてい
る。 【００１１】 一方、太陽電池モジュール４は、図４に示すように、矩形状の透明板１０に太
陽電池（図示略）が内蔵され、この透明板１０が、シールジョイント１１により
複数（この場合６枚）長方形状に組み合わされたパネル状のものである。太陽電
池としては、ＰＮ接合を利用したエネルギー変換器であって、たとえば、Ｎ形Ｓ
ｉ基板に１〜３μのＰ形層を形成して表面より光がＰＮ接合に到達するようにし
、その光起電力効果を利用したものを用いる。 【００１２】 この太陽電池モジュール４は、前記各屋根パネル本体３Ａ、３Ｂと幅が同じで
、これら屋根パネル本体３Ａ、３Ｂの上面に、長さ方向を各屋根パネル本体３Ａ
、３Ｂのそれに一致させた状態で、複数（この場合５枚）貼設されている。 【００１３】 前記シールジョイント１１は、図５に示すように、透明板１０の接合端部をシ
ールするブチルゴム等の弾性部材１３と、これら弾性部材１３の間に設けられた
パッキン１４と、これら弾性部材１３およびパッキン１４とを挾持するクッショ
ン１５と、これらクッション１５を挾持するジョイントピース１６とからなるも
のであり、上側のジョイントピース１６とパッキン１４との間をビス１７で固定
することにより、透明板１０・１０が互いに接合する。なお、このシールジョイ
ント１１は、弾性部材１３等によって、透明板１０・１０間を止水するようにな
っている。 【００１４】 各屋根パネル本体３Ａ、３Ｂの上面であってその長さ方向に沿った両縁部およ
び両縁部間の中央には、角柱状のスペーサ１８が、接着剤等により固着されてい
る。これらスペーサ１８は、屋根パネル本体３Ａ、３Ｂの長さ方向に沿って延び
ており、これらスペーサ１８上に、前記シールジョイント１１の下側のジョイン トピース１６が接着剤等で固着され、これによって、各太陽電池モジュール４は
、屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）の上面に貼設されている。そして、図２等に
示すように、スペーサ１８があることにより、屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）
の上面と各太陽電池モジュール４の下面との間には、スペーサ１８の厚さ分の空
隙が形成されており、この空隙が、屋根パネル１の長さ方向に延びて軒先部Ｊ１
から棟部Ｊ２にわたる前記通気層５となっている。 【００１５】 屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電
池モジュール４が複数貼設され、両者の間に通気層５が形成された、上記本実施
例の屋根パネル１は、図１に示すように、太陽電池モジュール４を上に向け、屋
根パネル本体３Ａを棟部Ｊ２側に、屋根パネル本体３Ｂを軒先部Ｊ１側に配した
状態で、棟梁２１、外壁パネル２２上端の屋根梁２３、およびこれらの間の屋根
梁２４に固着される。 【００１６】 詳しく言うと、屋根パネル本体３Ａの各縦芯材８の長さ方向両端部が、棟梁２
１および屋根梁２４に固着され、屋根パネル本体３Ｂの各縦芯材８の棟部Ｊ２側
の端部が屋根梁２４に、また各縦芯材８の軒先部Ｊ１寄りが屋根梁２３に、それ
ぞれ固着されている。各縦芯材８の固着は、接着剤等による。 【００１７】 そして、複数の屋根パネル１が、横方向に互いに密接してて並べられて、屋根
２Ａが構成される。なお、隣り合う屋根パネル１どうしの接合は、前記シールジ
ョイント１１によって太陽電池モジュール４（の透明板１０）どうしを互いに接
合することによりなされる。 【００１８】 なお、軒先部Ｊ１には、図３に示すように、断面Ｌ字状の軒先金物２５、鼻隠
し２６がそれぞれ取り付けられており、妻２７の端部には、ケラバ金物２８ａお
よび破風２８ｂがそれぞれ取り付けられている。また、軒先金物２５と破風２８
ｂとの間の、軒先部Ｊ１の全長にわたる開口には、図６に示す、多数の小さい孔
４０ａがあけられたガラリ４０が装着され、通気層５への風雨の侵入が阻止され るようになっている。 【００１９】 上記屋根パネル１は、住宅Ｊの南に面する屋根２Ａを構成し、反対側の屋根２
Ｂは、上記屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）の上に芯材４１を介して一般の屋根
葺材４２が張られて構成されている。 【００２０】 また、住宅Ｊの棟部Ｊ２の構成は、図７に示すように、屋根２Ａ、２Ｂを構成
する上側の屋根パネル本体３Ａの間に左右一対の結合棟木２９・２９が挟まれて
固着され、屋根２Ａから屋根２Ｂにかけて、棟金物３０が固着されている。屋根
２Ａ側の前記スペーサ１８と、屋根２Ｂ側の前記芯材４１は、結合棟木２９・２
９の上面まで延びており、これらスペーサ１８と芯材４１には、棟の長さ方向に
延びる断面コ字状のアングル４３がそれぞれ固定され、棟金物３０にはアングル
４４が固定されている。また、棟金物３０の側部３０ａには、複数の換気孔４５
が間隔をおいて棟金物３０の長さ方向に形成されている。 【００２１】 上記のようにして屋根２Ａが構成された状態で、前記通気層５は、各スペーサ
１８により、軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２に向かいその勾配に沿って延びており、こ
れらが横方向に多数並んだ状態となっている。これら通気層５は、軒先部Ｊ１側
がガラリ４０を介して外部に開放しており、棟部Ｊ２側は、棟金物３０内を経て
換気孔４５より外部に開放している。 【００２２】 さて、上記各太陽電池モジュール４においては、図４に示すように、隣り合う
太陽電池の異極どうしが、各屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）と各太陽電池モジ
ュール４の間の通気層５を通して電線３１により接続され、電線３１は、最終的
に棟部Ｊ２側に取り回され、屋根パネル本体３Ａと、左側の結合棟木２９および
棟梁２１の間を通して、住宅Ｊ内に設けられた充電手段（図示略）に接続され、
この充電手段から屋内配線がなされて、電力が供給されるようになっている。 【００２３】 上記構成の本実施例の屋根パネル１によれば、屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ ）の上面と、この屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）の上面に貼設された太陽電池
モジュール４の下面との間に、屋根の傾斜方向に沿って延びかつ該傾斜方向の両
端部が開放されて太陽電池モジュール４の下面を冷却する通気層５が形成されて
いるので、太陽電池モジュール４の熱放散がなされ温度上昇が抑制される。しか
も、通気層５は、屋根の傾斜方向の両端部が開放されかつ軒先部Ｊ１から棟部Ｊ
２に向かう屋根の傾斜方向に沿って延びているので、この通気層５内には軒先部
Ｊ１から棟部Ｊ２に向かって上昇気流が発生し、その気流は、棟金物３０内を経
て換気孔４５より外部に抜け出ていく。つまり、通気層５内の空気の流れは、上
昇気流により活発であり、このため、太陽電池モジュール４はこの上昇気流によ
りその下面が直接冷却され、この太陽電池モジュール４の温度上昇の抑制作用が
より促進される。この結果、太陽電池モジュール４のエネルギー変換効率が常に
高く維持され、安定した電力供給が図れる。 【００２４】 また、各太陽電池モジュール４の電線３１は、通気層５に配線され、各太陽電
池モジュール４により保護されて外部に露出していないので、直接風雨や太陽光
の影響を受けにくい。 【００２５】 さらに、通気層５が軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２にわたって連通していることによ
り、太陽電池の電線３１を、屋根パネル１を組み立てる際に結線して棟部Ｊ２側
に引き出しておけば、施工時に通気層５から棟部Ｊ２側に引き出して屋内に配線
することができ、これによって、屋根の上で太陽電池の配線作業を行う必要がな
く、施工に手間がかからない。 【００２６】 なお、上記実施例では、南側の屋根のみを太陽電池付き屋根パネル１で構成し
たが、もちろん南北両側を太陽電池付き屋根パネル１で構成してもよい。 【００２７】 【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発明の太陽電池付き屋根によれば、複数の
太陽電池付き屋根パネルが少なくとも屋根の一傾斜面に沿って並べられて梁に固 着されてなる住宅等の太陽電池付き屋根において、前記屋根パネルを、太陽電池
が内蔵されかつ上面が屋根面とされた透明板がその面方向にシールジョイントに
より複数組み合わされてパネル状とされた太陽電池ユニットが屋根パネル本体上
のスペーサに貼設され、この屋根パネル本体の上面と太陽電池ユニットの下面と
の間に、屋根の傾斜方向に沿って延びかつ該傾斜方向の両端部が開放されて前記
太陽電池ユニットの下面を冷却する通気層を形成したものとし、この屋根パネル
を、前記通気層が軒先部から棟部に向かいその傾斜面に沿って延びる状態で、前
記梁に固着したことを特徴するもので、屋根パネルの通気層を通る空気流が、軒
先部から棟部に向かう上昇気流となり、このため、太陽電池ユニットはこの上昇
気流によりその下面が直接冷却され、この太陽電池ユニットの熱放散が促進され
て温度上昇が抑制され、その結果、太陽電池ユニットのエネルギー変換効率が常
に高く維持され、安定した電力供給が図れるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例の太陽電池付き屋根パネルが適用された住宅の屋根の斜視図
である。 【図２】 屋根の側断面図である。 【図３】 図２のＰーＰ線断面図である。 【図４】 一実施例の太陽電池付き屋根パネルの斜視図である。 【図５】 太陽電池モジュールの接続部材の断面図である。 【図６】 軒先部の拡大側面図である。 【図７】 棟部の断面図である。 【符号の説明】 １ 太陽電池付き屋根パネル ２（２Ａ） 屋根 ３（３Ａ、３Ｂ） 屋根パネル本体 ４ 太陽電池ユニット ５ 通気層 １１ シールジョイント １８ スペーサ ２１ 棟梁 ２３、２４ 屋根梁 ３１ 電線 Ｊ 住宅 Ｊ１ 軒先部 Ｊ２ 棟部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の太陽電池付き屋根パネルが少なくとも屋根の一傾斜面に沿
   って並べられて梁に固着されてなる住宅等の太陽電池付き屋根において、 前記屋根パネルは、太陽電池が内蔵されかつ上面が屋根面とされた透明板がそ
   の面方向にシールジョイントにより複数組み合わされてパネル状とされた太陽電
   池ユニットが、屋根パネル本体上のスペーサに貼設され、この屋根パネル本体の
   上面と太陽電池ユニットの下面との間に、屋根の傾斜方向に沿って延びかつ該傾
   斜方向の両端部が開放されて前記太陽電池ユニットの下面を冷却する通気層が形
   成され、 この屋根パネルが、前記通気層が軒先部から棟部に向かいその傾斜面に沿って
   延びる状態で、前記梁に固着されてなることを特徴とする太陽電池付き屋根。