JP3163226B2 - 太陽電池瓦の構造 - Google Patents

太陽電池瓦の構造

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池瓦の構造に
関するものである。さらに詳しくは、この発明は、太陽
電池の低コストな取付施工を可能としつつ、耐久性が良
好な新しい太陽電池瓦の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、自然エネルギーとしての太陽
光を利用するために、住宅等の屋根上には各種の構造の
太陽電池パネルを配設することが提案されてきており、
そのいくつかのものは実用化もされている。しかしなが
ら、屋根上への太陽電池パネルの配設には、架台に支
することが必要で、しかも設置場所が屋根の斜面上であ
るために不安定であ、外観意匠性好ましないとい
う欠点があった。
【0003】このような観点から、屋根瓦に太陽電池を
組込み、設置安定性、耐久性を向上させ、また、屋根の
外観性良好にすることが考えられている。たとえば図
16に例示したようにセメント製等の瓦基板(イ)に
太陽電池(ウ)を埋込み、前方に曝露部(エ)が配置す
るようにした太陽電池瓦(ア)が提案されている。この
太陽電池瓦(ア)は、図17に示したように通常の瓦
(オ)と組合わせて屋根面に配置することができるよう
に考慮されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来提案されている太陽電池瓦(ア)については、その
実用化は必ずしも進展していない。その理由は、太陽電
池瓦(ア)は、屋根上に架台を置いて太陽電池(ウ)を
支持する必要がないため、安定した配設が可能とされる
ものの、太陽電池(ウ)の瓦基板(イ)への組込みと固
定を、どのよう外部温度の変化と風雨に対して耐久
性があり、しかも安価な瓦材として提供できるものかの
目途がたっていないからである
【0005】また、太陽電池からの配線低コストな瓦
構造としてどのように可能とするのかの点も依然として
実用上の課題となっていた。そこで、この発明は、以上
の通りの従来技術の問題を解決し、太陽電池瓦の着想を
実用化に向けて進展させ、太陽電池の低コストな取付
可能としつつ、耐久性が良好な新しい太陽電池瓦の
構造を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、フレーム体に支持された太陽電
池が、セメント瓦基板の段差に接着固定されて埋込
まれる太陽電池瓦の構造であって、セメント瓦基板の高
さが水上側より水下側で低くなっていることを特徴とす
る太陽電池瓦の構造(請求項1)を提供する。また、こ
の発明は、セメント瓦基板のL形段差部に間隔をあけて
下方流れ方向に配設した接着剤により、フレーム体に支
持された太陽電池が、セメント瓦基板のL形段差部に固
定されていることを特徴とする太陽電池瓦の構造(請求
提供する。さらに、この発明は、フレーム体に
支持された太陽電池が、セメント瓦基板のL形段差部に
金具固定される太陽電池瓦の構造であって、フレーム体
が、屋根野地板に固定された折れ曲がり金具に固定され
ていることを特徴とする太陽電池瓦の構造(請求項4)
を提供する。さらにまた、この発明は、フレーム体に支
持された太陽電池が、セメント瓦基板のL形段差部に金
具固定される太陽電池瓦の構造であって、階段状の折れ
曲がり金具にフレーム体の複数が固定されることを特徴
とする太陽電池瓦の構造(請求項8)を提供する。そし
て、これらの太陽電池瓦の構造を前提としつつ、この発
明は、表面中央部にT字型先端突起部を有する防水部材
が屋根野地板に配設され、この防水部材のT字型先端突
起部により太陽電池瓦の側部が支持されていることを特
徴とする太陽電池瓦の構造(請求項10)を提供する。
【0007】そしてまた、この発明は、以上太陽電池
瓦の構造にいて後述の実施例にも記載する様々な具
体的態様(請求項2、5、6、7、9、11)をも提供
る。
【0008】
【作用】この発明の太陽電池瓦の構造においては、前記
いずれの構造の場合にも、太陽電池がセメント瓦基板
されるため、架台を使用することなく、太陽電池の
低コストな取付施工が可能となり、しかも安定した配設
が可能となる。また、太陽電池は、セメント瓦基板
または金具により固定されるため、強固耐久性の
ある太陽電池瓦の構造が実現され太陽電池からの配線
の引出しに別な構造を要しない
【0009】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の太陽電池瓦の構造について、その具体的態様と作用
効果を説明する。
【0010】
【実施例】添付した図面の図1は、この発明の太陽電池
瓦の構造の一例として、太陽電池(1)の接着剤コーキ
ング(2)によるセメント瓦基板(3)の段差部(3
1)への固定を例示したものである。この例では、フ
ーム体(4)に支持された太陽電池(1)は、段差凹部
(31)に埋込み固定された構造となっている。この構
造においては、段差凹部(31)の寸法は、太陽電池
(1)の熱による膨張・収縮によセメント瓦基板
(3)割れたり、太陽電池(1)表面に設けたガラ
ス板破損したりまた、接着剥がれたりしないよう
に、太陽電池(1)の寸法より大きくする。接着剤コー
キング(2)は、太陽電池(1)と段差凹部(31)と
の間の隙間を埋めるように充する
【0011】また、太陽電池(1)からの配線(5)
は、フレーム体(4)のサイドより引出して負荷に接続
る。このような構造により、太陽電池瓦は、耐久性の
あるものとして、また、屋根に安定して設置可能なもの
として提供される。太陽電池瓦の取施工は通常の平板
瓦と同様することができ、たとえば釘穴(6)からの
釘打ち固定等により屋根野字板に取付固定することがで
きる
【0012】なお、図1の例では、接着剤コーキング
(2)の使用により、たとえば図2(a)に示したよう
に、太陽電池(1)とセメント瓦基板(3)との取合わ
せ部に水(7)が溜まることが考えられる。このような
水溜りを解消するために、図1および図2(b)に示し
たように、セメント瓦基板(3)の高さを水上側
(h2)より水下側(h1を低くするこれにより、
着剤コーキング(2)部からの雨水の浸入による太陽電
(1)のトラブル発未然に防止される
【0013】図3は、太陽電池(1)の接着固定による
別の例を示したものである。この図3の例では、セメン
ト瓦基板(3)のL形段差部(32)に間隔をあけて下
方流れ方向に配設した接着剤コーキング(2)により太
陽電池(1)が固定されている。太陽電池(1)からの
配線(5)は、図1の例と同様にフレーム体(4)のサ
イドより引出されている。
【0014】この図3の例では、接着剤コーキング
(2)が配設されていない部分において太陽電池(1)
の裏面とセメント瓦基板(3)の表面との間に隙間が
けられることになる。この隙間は、万一接着剤コーキン
グ(2)部から雨水が入しても、これを直ちに排
ることのできる排水路の役割を果たす。このため、雨水
による太陽電池(1)の性能劣化、凍害によるトラブル
が防止される。
【0015】以上の例のよう接着剤による固定に代
え、の金具により太陽電池(1)をセメント瓦基板
(1)に固定することもできる。図4はその一例を示
したものである。この図4の例では、屋根野地板に釘
(8)等によって取付固定された折れ曲がり金具(9)
によ、太陽電池(1)を支持するフレーム体(4)
が、その両側部においてネジ(10)等によりセメント
瓦基板(1)のL形段差部(32)に固定されている。
【0016】の折れ曲がり金具(9)による固定で
は、図1および図2の例のように接着剤コーキング
(2)の剥離による太陽電池(1)の脱離という危険は
なく、しかも接着という手間のかかる工程必要としな
い。また、接着剤コーキング(2)による固定では、太
陽電池(1)が破損した場合瓦全体を交換しなければ
ならないが、折れ曲がり金具(9)を用いることによ
り、太陽電池(1)のみの交換で済ますことができる
【0017】さらに、この図4の例のように、あらかじ
屋根野地板に折れ曲がり金具(9)固定することに
より、セメント瓦基板(3)を釘等によって野地板に固
定する必要なく、瓦の取付についてのメンテナンスが
容易となる。信頼性の高い施工、そして容易なメンテナ
ンスを可能とする太陽電池瓦の構造が実現される。な
お、折れ曲がり金具(9)の使用によ、瓦の重ね合わ
せ部や水切りシートとの当接部に隙間が生じ、この隙間
において防水性が低下するを防止するため、図5に
例示したように、セメント瓦基板(3)の裏面に折れ曲
がり金具(9)が収まるような溝部(33)を設け
とが有効である。
【0018】図6の例では、図5の例と相違し、折れ曲
がり金具(91)の頂部において太陽電池(1)を支持
しているフレーム体(4)の側部がネジ(10)等によ
固定されている。一方、折れ曲がり金具(91)は、
釘(8)等により屋根野地板にあらかじめ固定されてい
。この図6の例では、図5の例による効果に加え、L
形段差部(32)において、太陽電池(1)の裏面とセ
メント瓦基板(3)の表面との間に隙間(11)が設け
られ、この隙間(11)は雨水の排水路となるため、防
水性が向上することになる。排水路としては、水の表面
張力影響を受けないように、隙間(11)の間隔はお
よそ5mm以上とする。
【0019】た、この隙間(11)は空気層としての
性格有していることから、小屋裏や太陽電池(1)の
温度上昇を抑制することができる。さらに、太陽電池
(1)は、直接セメント瓦基板(3)に固定されていな
いことから、太陽電池(1)の熱膨張によるセメント
基板(3)の割れ、太陽電池(1)の表面ガラス板の
破損等の不都合も抑制される
【0020】その上施工はより容易となり、低コスト
が図られる。配線は、フレーム体(4)のサイドか
あるいは隙間(11)から引出して負荷に接続する
ことができるこのような金具による太陽電池(1)の
固定には、また図7の例のように、あらかじめ屋根野地
板に釘(8)等により固定された折れ曲がり金具(9
2)でフレーム体(4)の前部をネジ(10)等を用い
固定することも可能である
【0021】この図7の例では、セメント瓦基板(3)
は、折れ曲がり金具(92)に直接的には固定されてい
ないため、振動により脱離することが考えられる。その
対策としては、接着剤コーキング(2)による固定を併
用する他、図8(a)に例示したように、フレーム体
(4)の側端部に垂下部(41)を設けセメント瓦基
板(3)を引掛ける、あるいは、図8(b)に例示した
ように、折れ曲がり金具(92)を横方向に延設し、延
設折れ曲がり部(921)でセメント瓦基板(3)を固
定するなどが考慮される。
【0022】このようなフレーム体(4)の前部におい
て太陽電池(1)を固定する図7の例では、折れ曲がり
金具(92)には、屋根野地板取付部の近傍に瓦重ね合
わせ用折曲がり部(922)が設けられてもいる。図
9は、太陽電池(1)を支持しているフレーム対(4)
頂部において支持固定する別の折曲がり金具(9
3)を用いた例を示している。この図9の例でも図6の
と同様に隙間(11)が形成され、防水性向上
、太陽電池(1)のトラブルの抑制、また、良好な
工性が得られる
【0023】れ曲がり金具(93)は、図10に例示
したように、頂部の水平部(931)において太陽電池
(1)を支え、かつ両端部のネジ穴(932)によりフ
レーム体(4)との固定を可能としている。また
ね合わせ用折曲がり部(93)備えている。こ
ような曲がり金具(93)を使用する図9の例で
、セメント瓦基板(3)は直接折れ曲がり金具(9
3)に固定されることは ないため、図8(a)(b)の
例と同様に、図11(a)(b)に示したようフレー
ム体(4)における垂下部(41)の配設折れ曲がり
金具(93)における延設折れ曲がり部(934)の配
が考慮される。
【0024】以上の例は、ネジ等による固定を例示する
ものであるが、金具の固定はこれに限られること
く、適宜な嵌合による固定もしくは嵌合とネジ止めとの
併用も可能である。たとえば図12に示したように、
野地板にあらかじめ固定した折曲がり金具(94)
を、太陽電池(1)を支持しているフレーム体(4)に
設けた溝部(42)に嵌合させたり、さらにフレーム
(4)にヶ所程度ネジ固定したりすることもできる
【0025】さらにまた、この発明の太陽電池瓦の構造
では、図13に例示したように、階段状の折れ曲がり金
具(95)に太陽電池(1)を支持しているフレーム体
(4)が複数固定されるようにすることもできる。この
構造を採用することにより、強い風が吹きつけても太陽
電池瓦が浮き上がることがなく、耐風性が向上する。通
常耐風性の向上のためには、太陽電池瓦において非曝露
部を大きくとり、より強固に屋根面に固定することが考
えられるが、この折れ曲がり金具(95)の使用によ
、非曝露部の割合を減らすことできる。
【0026】陽電池(1)の配線は、フレーム体
(4)のサイドからあるいは折れ曲がり金具(95)
そのものから引出すことができるフレーム体(4)の
固定は、たとえば図14に示したように、折れ曲がり金
具(95)に設けた偏向穴(951)にフレーム体
(4)の突起(43)をかみ込ませることにより実現さ
れる。より簡便な固定が可能となる。位置ずれ防止のた
めにネジ止めも可能である
【0027】非曝露部を小さくしつつ耐風性を向上させ
るためには、図15に例示したように、表面中央部にT
先端突起部(121)を有する防水部材(12)を
屋根野地板に配設し、のT字先端突起部(121)
により太陽電池瓦の側部が支持されるようにすることも
できる。T字先端突起部(121)は、その裏面
面としておく。これは、太陽電池瓦の側部がT先端
突起部(121)によ防水部材(12)に挟まれるよ
うにするためである。図15の例では、太陽電池(1)
の配線は防水部材(12)から引出すようにすること
もできる。
【0028】より小さい非曝露部であっても、防水部材
(12)によ、防水性はもとより耐風性も向上する
ことになる。もちろん、この発明の太陽電池瓦の構造
は、以上の例によって限定されるものではない。その細
様々な態様が可能とされる。
【0029】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、太陽電池の低コストな取付施工を可能としつつ、
耐久性を良好とし、太陽電池瓦の着想を実用化に向けて
進展させることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た斜視図と断面図である。
【図2】(a)(b)は、図1の例における水溜りの解
について示した断面図である。
【図3】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た一部切欠斜視図と断面図である。
【図4】の発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た斜視図である。
【図5】セメント瓦基板の一示した側面図である。
【図6】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た斜視図である。
【図7】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た斜視図である。
【図8】(a)(b)は、図7の例の変形例を示した要
部斜視図である。
【図9】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示し
た斜視図である。
【図10】図9の例における折れ曲がり金具を示した拡
大斜視図である。
【図11】(a)(b)は、図9の例の変形例を示した
要部斜視図である。
【図12】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施例を示
した斜視図である。
【図13】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施
した斜視図である。
【図14】図13の例におけるフレーム体の固定につい
示した要部斜視図である。
【図15】この発明の太陽電池瓦の構造の一実施
した斜視図である。
【図16】陽電池瓦を示した斜視図である。
【図17】太陽電池瓦の施工例を示した要部斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 太陽電池 2 接着剤コーキング 3 セメント瓦基板 31 段差凹部 32 L形 段差部 33 溝部 4 フレーム体 41 垂下部 42 溝部 43 突 5 配線 6 釘穴 7 水 8 釘 9 折れ曲がり金具 91 折曲がり金具 92 折曲がり金具 921 延設折曲がり部 922 重ね合わせ用折曲がり部 93 折曲がり金具 931 水平部 932 ネジ穴 933 重ね合わせ用折曲がり部 934 延設折曲がり部 94 折曲がり金具 95 折曲がり金具 951 偏向穴 10 ネジ 11 隙間 12 防水部材 121 T字先端突起部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 茂樹 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 実開 平6−44867(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04D 1/30 E04D 13/18 H01L 31/04

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム体に支持された太陽電池が、
    メント瓦基板の段差に接着固定されて埋込まれる太
    陽電池瓦の構造であって、セメント瓦基板の高さが水上
    側より水下側で低くなっていることを特徴とする太陽電
    池瓦の構造。
  2. 【請求項2】 太陽電池からの配線が太陽電池のフレ
    ームサイドより引出されて負荷に接続される請求項1の
    太陽電池瓦の構造。
  3. 【請求項3】 セメント瓦基板のL形段差部に間隔をあ
    けて下方流れ方向に配設した接着剤により、フレーム体
    に支持された太陽電池が、セメント瓦基板のL形差部
    に固定されていることを特徴とする太陽電池瓦の構造。
  4. 【請求項4】 フレーム体に支持された太陽電池が、セ
    メント瓦基板のL形段差部に金具固定される太陽電池瓦
    の構造であって、フレーム体が、屋根野地板に固定され
    た折れ曲がり金具に固定されていることを特徴とする
    陽電池瓦の構造。
  5. 【請求項5】 セメント瓦基板と太陽電池との間に隙間
    が設けられている請求項の太陽電池瓦の構造。
  6. 【請求項6】 太陽電池からの配線が隙間より引出され
    て負荷に接続される請求項の太陽電池瓦の構造。
  7. 【請求項7】 フレーム体の側部もしくは前部が、折れ
    曲がり金具により固定されている請求項4ないし6いず
    れかの太陽電池瓦の構造。
  8. 【請求項8】 フレーム体に支持された太陽電池が、セ
    メント瓦基板のL形段差部に金具固定される太陽電池瓦
    の構造であって、階段状の折れ曲がり金具にフレーム体
    の複数が固定されることを特徴とする太陽電池瓦の構
    造。
  9. 【請求項9】 太陽電池からの配線が、折れ曲がり金具
    を通じて負荷に接続される請求項8の太陽電池瓦の構
    造。
  10. 【請求項10】 請求項1ないし9いずれかの太陽電池
    瓦の構造において、表面中央部にT字型先端突起部を有
    する防水部材が屋根野地板に配設され、この防水部材の
    T字型先端突起部により太陽電池瓦の側部が支持されて
    いることを特 徴とする太陽電池瓦の構造。
  11. 【請求項11】 太陽電池からの配線が、防水部材を通
    じて負荷に接続される請求項10の太陽電池瓦の構造。
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