JP3229493U - 太陽電池モジュールの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハゼ式折板屋根に補強等を施すことなく太陽電池モジュールを取り付けることができ、取付作業の作業性も大幅に向上させることが可能な太陽電池モジュールの取付構造を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールの取付構造１は、ハゼ式折板屋根３と、基台部と、太陽電池モジュール４とを備え、基台部は、パネル支持部２０と、パネル支持部２０の両端部付近からそれぞれに下方に延びている第１及び第２の脚部２１、２２を有し、第１及び第２の脚部の先端部がそれぞれに隙間を設けて対向するように配置されており、基台部は、ハゼ式折板屋根のハゼ部３０のネック３１を挟むように配置された第１及び第２の脚部によりハゼ部に保持されると共に、第１及び第２の脚部の下面に塗布された接着剤５によりハゼ式折板屋根に固着されており、太陽電池モジュールは、パネル支持部の上面に塗布された接着剤により基台部に固着されている。【選択図】図４

Description

本考案は、ハゼ式折板屋根に太陽電池モジュールを取り付けるための太陽電池モジュールの取付構造に関し、特にハゼ部のネックを両側から挟み込むように配置される脚部を備えた基台部を介して、接着により、太陽電池モジュールをハゼ式折板屋根に取り付け可能にした太陽電池モジュールの取付構造に関する。

近年では、地球環境に優しいエネルギー活用の一つとして、太陽光や風力などを利用した再生エネルギーの活用が盛んに行われている。この中でも太陽光発電は、太陽電池モジュールを用いて実際の電力供給に役立てようとすると、相当数の太陽電池モジュール（「ソーラーパネル」ともいう。）を屋根などに取り付ける必要があり、それに伴い、数多くの固定部材が必要となる。さらに、固定部材の取り付けには、ボルトなどの固着具が大量に使用されることになり、それに伴い太陽電池モジュールの取り付け作業も増大する。

ところで、工場などの建屋の屋根は面積が大きく、工場の空きスペースの有効活用にもなることから、太陽電池モジュールを取り付ける環境として適している。しかし、一般的に工場などの建屋の屋根はその上に重量物を設置することが予定されていないため、補強等をしなければ、屋根の上に固定部材を用いて太陽電池モジュールを設置することができないという問題があった。特に近年では、太陽電池モジュール自体の軽量化は図られているものの、固定部材やボルトなどの固着具は所定の強度を必要とするため、金属製の重量物が使用されているという実情があった。

また、工場などの建屋の屋根は、例えば特開２００１−２１４５７８号公報（特許文献１）に記載されているように、折板本体の接合部分に馳（ハゼ）と呼ばれる加工を施し、タイトフレームと折板本体を吊子と呼ばれる金具で固定した「ハゼ式折板屋根」と呼ばれる屋根構造が数多く採用されている。このため、ハゼ式折板屋根に太陽電池モジュールを取り付け可能にするためには、例えば特開２０１５−１５１７７６号公報（特許文献２）、特開２０１８−３３５２号公報（特許文献３）に記載されているように、さらに、ハゼ式折板屋根の凹凸に適合し、且つハゼ部のネックを両側からクランプできるようにした専用のハゼ式折板屋根用取付金具を製作し、準備しなければならないという問題もあった。

特開２００１−２１４５７８号公報 特開２０１５−１５１７７６号公報 特開２０１８−３３５２号公報

そこで、本考案は、ハゼ式折板屋根に補強等を施すことなく太陽電池モジュールを取り付けることができ、それでいて太陽電池モジュールを取り付けるための作業性も大幅に向上させることが可能な太陽電池モジュールの取付構造を提供することを目的とする。

本考案者等は、太陽電池モジュールの取付構造の中で、特にハゼ式折板屋根に太陽電池モジュールを取り付けるための固定部材やボルトなどの固定具および固定方法について鋭意検討を重ねた結果、固定部材を、ハゼ部のネックを両側から挟み込む脚部を備えたチャンネル構造とすれば、ボルト等による締結でなく、接着により、前記チャンネル部材を介して太陽電池モジュールを容易にハゼ式折板屋根に取り付けられることを見出し、本考案を完成するに至った。

すなわち、本考案によれば、ハゼ式折板屋根と、前記ハゼ式折板屋根に取り付けられる基台部と、そして前記基台部に取り付けられる太陽電池モジュールとを備えた太陽電池モジュールの取付構造であって、前記基台部は、パネル支持部と、前記パネル支持部の一の端部付近から下方に延びている第１の脚部と、前記パネル支持部の他の端部付近から下方に延びている第２の脚部とを有し、前記第２の脚部の先端部は前記第１の脚部の先端部との間に隙間を設けて対向するように配置されており、そして前記基台部は、ハゼ部のネックを挟むように配置された前記第１の脚部および前記第２の脚部により前記ハゼ部に保持されると共に、前記第１の脚部の下面および前記第２の脚部の下面に塗布された接着剤によりハゼ式折板屋根に固着されており、太陽電池モジュールは、前記パネル支持部の上面に塗布された接着剤により前記基台部に固着されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造が提供される。

本考案の太陽電池モジュールの取付構造では、ハゼ式折板屋根への太陽電池モジュールの固定部材として、パネル支持部と、ハゼ部のネックを両側から挟み込むように配置される一対の脚部とを備えた基台部が用いられる。基台部はＣ型チャンネルに近似の形状を呈しているが、特にその長さに限定はなく、例えば１ｍ以上の長尺物であっても１０ｃｍ以下に短尺物であってもよい。

太陽電池モジュールのハゼ式折板屋根への取り付けは、接着剤により基台部の一対の脚部をハゼ式折板屋根に固着させ、接着剤により太陽電池モジュールを基台部のパネル支持部に固着させることにより行われる。また、本考案の太陽電池モジュールの取付構造では、基台部の一対の脚部はそれぞれの先端部がハゼ部のネックを挟むように又はクランプするように配置されるので、万が一脚部がハゼ式折板屋根から剥離しても、脚部の先端部がハゼ部に引っ掛かることにより、基台部がハゼ部から抜け落ちてしまうことが防止される。

このため、本考案の太陽電池モジュールの取付構造では、第１の脚部および第２の脚部は、ハゼ部の外周を囲むことができるように、基台部の断面においてそれぞれに垂直片と水平片とからなる、下向きの略Ｌ字型の形状を有していることが好ましい。

本考案の太陽電池モジュールの取付構造では、第１の脚部の先端部と第２の脚部の先端部との間の隙間は、屋根板をかしめたハゼ部の最大幅よりも狭くなるように設定される。このため、基台部をハゼ部の上から押し込むように取り付ける場合、第１の脚部と第２の脚部は、第１の脚部の先端部と第２の脚部の先端部との隙間が開いてハゼ部を通過することができるように弾性変形することが好ましい。

一方、第１の脚部および第２の脚部が弾性変形しない又は弾性変形が十分でない材料からできている場合、基台部をハゼ部の端部からスライドさせて差し込むことにより、第１の脚部と第２の脚部がハゼ部のネックを挟むように又はクランプするようにハゼ部へ取り付けることもできる。

基台部の材料としては、接着剤を用いて接着できるものであれば特に限定はなく、樹脂や軽金属などであってもよい。ただし、ハゼ式折板屋根の補強を不要とするためには、基台部は軽量であればあるほど有利であることから、ポリカーボネイト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料からできていることが好ましい。

本考案では、基台部のパネル支持部の上面には接着剤を保持するための溝部が形成されていることが好ましい。

パネル支持部の上面に溝部を設けることにより、パネル支持部の上面と太陽電池モジュールの下面との間に、接着剤を保持するための隙間（溝部の深さ）が形成されるので、太陽電池モジュールを基台部へ接合した後も、所定の接着力を発揮させるのに必要な接着剤の塗布厚を保持することが可能になる。本考案では、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系などの接着剤を用いることができるが、強力な接着力、高い耐熱性、高い耐久性を有している点に鑑みてシリコーン系のシーラント剤が適している。

このように、本考案の取付構造は、固定手段としてシリコーン系のシーラント剤や柔軟性を有するプラスチック製の基台部を用いているので、太陽電池モジュールの変形を吸収することが可能となり、太陽電池モジュールの中でも、特にフレキシブルモジュールの取り付けに適している。

また、本考案では、パネル支持部の上面には、溝部に沿ってブチルゴム等からなる接着テープを取り付けるための平坦な仮止め部が形成されていることが好ましい。

一般的なシーラント剤は長期の間高い接着力を維持するが、硬化して所定の接着力を発揮するようになる迄には、２４時間またはそれ以上の時間を要する。このため、本考案では、シーラント剤が硬化して所定の接着力を発揮するようになる迄の時間、仮止め部に取り付けたブチルゴム等からなる接着テープが、硬化に時間を要する接着剤の接着力に代わって、太陽電池モジュールを基台部へ保持するための接着力を保証する。

本考案によれば、固定部材を、ハゼ部のネックを両側から挟み込む脚部を備えた軽量のチャンネル構造としているので、ハゼ式折板屋根に太陽電池モジュールを取り付ける際、ハゼ式折板屋根に補強等を施すことなく太陽電池モジュールを簡単に取り付けることができ、そして太陽電池モジュールの取付作業の作業性も大幅に向上させることができる。

図１は、本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造において、基台部をハゼ式折板屋根に取り付けた状態を示す概要図である。 図２は、図１に示された太陽電池モジュールの取付構造において、基台部の一部に太陽電池モジュールを取り付けた状態を示す概要図である。 図３は、本考案で用いられる基台部の概要を示す斜視図である。 図４は、図３に示された基台部の断面図である。 図５は、本考案の太陽電池モジュールの取付構造において、基台部を用いて、ハゼ式折板屋根に太陽電池モジュールを取り付けるための取付方法を模式的に示した断面図である。

以下、本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本考案は、以下に示される実施例に限定されるものではなく、本考案の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。

図１には、本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造１において、基台部２をハゼ式折板屋根３に取り付けた状態を表す概要図が示されている。図２には、図１に示された太陽電池モジュールの取付構造１において、基台部２の一部に太陽電池モジュールを取り付けた状態を表す概要図が示されている。

本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、太陽電池モジュール４のハゼ式折板屋根３への固定部材として、パネル支持部２０と、ハゼ部３０のネック３１を両側から挟み込むように配置された一対の脚部２１，２２とを備えた基台部２が用いられる。

より詳しくは、太陽電池モジュール４のハゼ式折板屋根３への取り付けは、図１、２に示されるように、基台部２をハゼ式折板屋根３に取り付け、太陽電池モジュール４を基台部２に取り付けることにより行われる。基台部２は、ハゼ式折板屋根３のハゼ部３０に沿って取り付けられ、設置される太陽電池モジュール４の大きさや重量に応じて複数箇所取り付けられる（図１）。また、基台部２の長さに限定はなく、例えば１ｍ以上の長尺物であっても１０ｃｍ以下に短尺物であってもよい。

図３には、本実施形態で用いられる基台部２の斜視図が示されており、図４には、図３に示された基台部２の断面図が示されている。

図３、４を参照してよく理解されるように、本実施形態で用いられる基台部２は、パネル支持部２０と、パネル支持部２０の一の端部付近から下方に延びている第１の脚部２１と、パネル支持部２０の他の端部付近から下方に延びている第２の脚部２２とを備えている。

第１の脚部２１および第２の脚部２２は共に、基台部２のパネル支持部２０の下面から、パネル支持部２０と直交するように略鉛直方向に延びた垂直片２１１、２２１と、それぞれの垂直片２１１、２２１から、垂直片２１１、２２１と直交するように略水平方向に延びた水平片２１２、２２２とを有しており、その断面においてそれぞれに下向きの略Ｌ字型の形状を有している（図３、４）。また、第１の脚部２１の水平片２１２の先端部２１０は、第２の脚部２２の水平片２２２の先端部２２０との間に隙間ｄを設けて、互いに対向するように配置される。

このように、基台部２は、その断面においてＣ型チャンネルに近似の形状を呈しており、第１の脚部２１および第２の脚部２２により、ハゼ部３０の外周を取り囲むようにハゼ式折板屋根３へ取り付けられる（図４）。

本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、基台部２の一対の脚部２１、２２はそれぞれの先端部２１０、２２０がハゼ部３０のネック３１を挟むように又はクランプするように配置されるので、万が一脚部２１、２２がハゼ式折板屋根３から剥離しても、脚部２１、２２の先端部２１０、２２０がハゼ部３０に引っ掛かることにより、基台部２がハゼ部３０から抜け落ちてしまうことが防止される（図４）。

基台部２のパネル支持部２０の上面には、シーラント剤等の接着剤５を保持するための溝部２００が形成されている。また、溝部２００の両側には、溝部２００に沿ってブチルゴム等からなる接着テープ６を貼り付けるための平坦な仮止め部２０１が形成されている。

パネル支持部２０の上面に溝部２００を設けることにより、パネル支持部２０の上面と太陽電池モジュール４の下面との間に、接着剤５を保持するための隙間（溝部２００の深さ）が形成されるので、太陽電池モジュール４を基台部２へ接合した後も、所定の接着力を発揮させるのに必要な接着剤５の塗布厚を保持することが可能になる。このため、接着剤５として一般的なシーラント剤を用いる場合、接着剤５の塗布厚が２〜５ｍｍ、より好ましくは２〜４ｍｍ、最も好ましくは約３ｍｍとなるように、溝部２００の深さも１〜５ｍｍであることが好ましく、２〜４ｍｍであることがより好ましい。好適な接着剤５の塗布厚に対して溝部２００の深さが完全に一致しないのは、接着テープ６の厚みを考慮する場合と考慮しない場合があるからである。

また、本実施形態では、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系などの接着剤５を用いることができるが、強力な接着力、高い耐熱性、高い耐久性を有している点に鑑みてシリコーン系のシーラント剤が適している。

なお、本願明細書において「〜」、「から」を用いて示された数値（比率）範囲は、「から」、「〜」の前後に記載される数値（比率）をそれぞれ最小値（比率）及び最大値（比率）として含む範囲を示している。

一般的なシーラント剤は長期の間高い接着力を維持するが、硬化して所定の接着力を発揮するようになる迄には、２４時間またはそれ以上の時間を要する。このため、本実施形態では、シーラント剤が硬化して所定の接着力を発揮するようになる迄の時間、仮止め部２０１に取り付けたブチルゴム等からなる接着テープ６が、硬化に時間を要する接着剤５の接着力に代わって、太陽電池モジュール４を基台部２へ保持するための接着力を保証する。

このため、仮止め部２０１は、接着剤５が硬化して所定の接着力を発揮する迄の間、仮止め部２０１に取り付けた接着テープ６が太陽電池モジュール４を保持するための接着力を発揮できる面積があれば足りるので、必ずしも溝部２００の両側に設けられている必要はなく、溝部２００の片側にのみ設けられていてもよい。また、仮止め部２０１及び／または溝部２００は、基台部２の全長に亘って形成されている必要はなく、基台部２の長手方向の一部に形成されていてもよい。

次に、以上のように構成された本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１について、基台部２を用いて、太陽電池モジュール４をハゼ式折板屋根３のハゼ部３０へ取り付ける方法を説明する。図５には、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１において、基台部２を用いて、ハゼ式折板屋根３に太陽電池モジュール４を取り付けるための取付方法が模式的に示されている。

本実施形態では、先ず、設置される太陽電池モジュール４の大きさや重量に応じて、ハゼ式折板屋根３のハゼ部３０へ取り付ける基台部２の位置や個数を決定する。次に、図５（ａ）に示されるように、基台部２の第１の脚部２１の水平片２１２の下面および第２の脚部２２の水平片２２２の下面にシーラント剤等の接着剤５塗布し、第１の脚部２１および第２の脚部２２の内側にハゼ部３０が収容されるように基台部５を該ハゼ部３０の上から下方へ押し込むことにより、ハゼ式折板屋根３へ固着させる。

この時、接着剤５は、第１および第２の脚部２１、２２の水平片２１２、２２２の下面ではなく、該水平片２１２、２２２と当接するハゼ式折板屋根３へ直接塗布してもよい。また、第１の脚部２１および第２の脚部２２とハゼ式折板屋根３との間の接着剤５は、その接着力が十分且つ長期に亘り発揮できるように、好ましくは１〜４ｍｍの厚み、より好ましくは２〜３ｍｍの厚みとなるように基台部５をハゼ式折板屋根３へ押し込むことが大切である。

本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、第１の脚部２１の先端部２１０と第２の脚部２２の先端部２２０との間の隙間ｄは、屋根板をかしめたハゼ部３０の最大幅ｗよりも狭くなるように設定されている。このため、基台部２をハゼ部３０の上から押し込むように取り付ける時、第１の脚部２１と第２の脚部２２は、第１の脚部２１の先端部２１０と第２の脚部２２の先端部２２０との隙間ｄが開いてハゼ部３０を通過することができるように弾性変形することが好ましい。

基台部２の材料としては、シーラント剤等の接着剤５を用いて接着できるものであれば特に限定はなく、樹脂や軽金属などであってもよい。ただし、ハゼ式折板屋根３の補強を不要とするためには、基台部２は軽量であればあるほど有利であることから、本実施形態ではポリカーボネイト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の軽量プラスチック材料からできていることが好ましい。

一方、図示しないが、第１の脚部２１および第２の脚部２２が弾性変形しない又は弾性変形が十分でない材料からできている場合、基台部２はハゼ部３０の端部からスライドさせて差し込むことにより、第１の脚部２１と第２の脚部２２がハゼ部３０のネック３１を挟むように又はクランプするように該ハゼ部３０へ取り付けてもよい。

図５（ｂ）に示されているように、基台部５は、第１の脚部２１および第２の脚部２２とハゼ式折板屋根３との間の接着剤５が硬化することによりハゼ式折板屋根３に固着される。次に、基台部２の仮止め部２０１へブチルゴム等からなる両面接着テープ６を貼り付ける。そして、基台部２の溝部２００にシーラント剤等の接着剤５塗布した後、ヘラやスクレーパー等を用いて、溝部２００からはみ出した接着剤５を両面接着テープ６の上面と同じレベルとなるように掻き取る。そして、両面接着テープ６の剥離紙を剥ぎ取り、太陽電池モジュール４を基台部２のパネル支持部２０の上に載置することにより、太陽電池モジュール４を基台部２へ固着させる。

太陽電池モジュール４を基台部２へ接着した直後は、接着剤５は未硬化であるために十分な接着力を発揮することができない。しかし、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、仮止め部２０１に貼り付けた両面接着テープ６が、接着剤５が硬化するまでの間、接着剤５の接着力に代わって太陽電池モジュール４を基台部２へ保持するための接着力を発揮するので、例えばハゼ式折板屋根３が傾斜等していても、ズレを生じさせることなく太陽電池モジュール４を容易にハゼ式折板屋根３へ固着させることができる。

なお、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、ハゼ式折板屋根３に取り付ける太陽電池モジュール４はその種類等において特に限定はないが、ハゼ式折板屋根の補強の必要性を排除し、取付作業の作業性を向上させる観点から、軽量で且つ柔軟性を有するものであることが好ましい。

また、本実施形態の取付構造１は、固定手段としてシリコーン系のシーラント剤５や柔軟性を有するプラスチック製の基台部２を用いているので、太陽電池モジュール４の変形を吸収することが可能となり、太陽電池モジュール４の中でも、特にフレキシブルモジュールの取り付けに適している。

このように、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、太陽電池モジュール４のハゼ式折板屋根３への取り付けは、図５（ｃ）に示されるように、接着剤５により基台部の一対の脚部２１、２２をハゼ式折板屋根３に固着させ、接着剤５により太陽電池モジュール４を基台部２のパネル支持部２０に固着させることにより行われる。また、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１では、基台部２の一対の脚部２１、２２はそれぞれの先端部２１０、２２０がハゼ部３０のネック３１を挟むように又はクランプするように配置されるので、万が一脚部２１、２２がハゼ式折板屋根３から剥離しても、脚部２１、２２の先端部２１０、２２０がハゼ部３０に引っ掛かることにより、基台部２がハゼ部３０から抜け落ちてしまうことが防止される。

その結果、本実施形態の太陽電池モジュールの取付構造１によれば、ハゼ式折板屋根３に太陽電池モジュール４を取り付ける際、ハゼ式折板屋根４に補強等を施すことなく太陽電池モジュール４を簡単に取り付けることができ、そして太陽電池モジュール４の取付作業の作業性も大幅に向上させることができる。

１・・・・・太陽電池モジュール取付け構造
２・・・・・基台部
２０・・・・パネル支持部
２００・・・溝部
２０１・・・仮止め部
２１・・・・第１の脚部
２１０・・・先端部
２１１・・・垂直片
２１２・・・水平片
２２・・・・第２の脚部
２２０・・・先端部
２２１・・・垂直片
２２２・・・水平片
３・・・・・ハゼ式折板屋根
３０・・・・ハゼ部
３１・・・・ネック
４・・・・・太陽電池モジュール
５・・・・・接着剤
６・・・・・接着テープ
ｄ・・・・・隙間
ｗ・・・・・ハゼ部の最大幅

Claims (4)

1. ハゼ式折板屋根と、前記ハゼ式折板屋根に取り付けられる基台部と、そして前記基台部に取り付けられる太陽電池モジュールとを備えた太陽電池モジュールの取付構造であって、
   前記基台部は、パネル支持部と、前記パネル支持部の一の端部付近から下方に延びている第１の脚部と、前記パネル支持部の他の端部付近から下方に延びている第２の脚部とを有し、前記第２の脚部の先端部は前記第１の脚部の先端部との間に隙間を設けて対向するように配置されており、そして
   前記基台部は、ハゼ部のネックを挟むように配置された前記第１の脚部および前記第２の脚部により前記ハゼ部に保持されると共に、前記第１の脚部の下面および前記第２の脚部の下面に塗布された接着剤によりハゼ式折板屋根に固着されており、
   太陽電池モジュールは、前記パネル支持部の上面に塗布された接着剤により前記基台部に固着されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
2. 前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記第１の脚部の先端部と前記第２の脚部の先端部との間の隙間が拡がるように弾性変形することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
3. 前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記基台部の断面においてそれぞれに下向きの略Ｌ字型の形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
4. 前記基台部はプラスチック材料からできていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの取付構造。

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