JP3291361B2 - スレート瓦型太陽電池モジュール及びその屋根上取付部材並びにその屋根上取付方法 - Google Patents

スレート瓦型太陽電池モジュール及びその屋根上取付部材並びにその屋根上取付方法

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博之 田中
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、瓦として家屋の屋根に
配置されて太陽光発電を行う及びスレート瓦型太陽電池
モジュール、及びスレート瓦型太陽電池モジュールの屋
根上取付部材、並びにスレート瓦型太陽電池モジュール
の屋根上取付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般家庭の家屋の屋根に配置して太陽光
発電を行う太陽電池としては、通常の家屋の屋根に配置
されている和瓦と同じ曲面形状を持つ和瓦タイプの太陽
電池モジュールと、スレート瓦のように平板形状を持つ
スレート瓦タイプの太陽電池モジュールが提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】和瓦タイプは通常の和
瓦とそのまま置き換えることができるので、屋根への設
置には格別の配慮は不要である反面、太陽電池の受光面
が曲面形状となるためにその製造プロセスが複雑とな
り、コスト面で難点があるとされている。
【0004】一方、スレート瓦タイプのものは、受光面
が平坦であるので、太陽電池の形成は容易であるが、そ
れを屋根に配置するための手段が不可欠である。その最
も一般的な方法は、その本体であるガラス基板に取り付
け用の孔を設け、その孔を介して屋根表面にねじ止めす
る方法であるが、ガラス基板に直接にねじ止めを行うた
め、ねじを強く締め過ぎた場合には基板そのものを割っ
てしまうなどの問題がある。また、作業環境が極めて悪
い屋根の上での作業であり、作業の安全性を確保し、ま
た作業の迅速性を図るべく、より簡単な取り付け方法が
望まれる。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑み、スレート瓦
型太陽電池モジュールを屋根上に簡単に取り付けるため
の構造および方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のスレート瓦型太
陽電池モジュールは、上記の課題を解決するために、平
板状部材にて本体を構成し、これが瓦として屋根上で重
ね合わされる後部領域を除いた領域上に太陽電池を貼着
し、上記後部領域の下面に輪状係止部材を設けたことを
特徴としている。
【0007】また、本発明のスレート瓦型太陽電池モジ
ュールの屋根上取付部材は、複数のパイプ状支持棒を連
結して成り、各パイプ状支持棒にはパイプ同士を連結す
るための係合部と、野地板に対し一定の間隔を形成して
これに取り付けるための取付部とが設けられていること
を特徴としている。
【0008】また、本発明のスレート瓦型太陽電池モジ
ュールの屋根上取付方法は、複数のパイプ状支持棒を屋
根の傾斜方向と同方向に向け且つ互いに平行に一定の間
隔をおいて野地板上に取り付けた後、スレート瓦型太陽
電池モジュールに設けられている輪状係止部材を上記パ
イプ状支持棒に嵌め込み、次に上記のパイプ状支持棒に
次段のパイプ状支持棒を連結すると共に野地板上に取り
付け、次段のスレート瓦型太陽電池モジュールに設けら
れている輪状係止部材を上記次段のパイプ状支持棒に嵌
め込むことを繰り返すことを特徴としている。
【0009】
【作用】上記の第1の構成によれば、輪状係止部材をパ
イプ状支持棒に嵌め込むことによってスレート瓦型太陽
電池モジュールを屋根上に簡単に固定できるから、屋根
上での取り付けの作業性が向上する。また、スレート瓦
型太陽電池モジュールは上記のパイプ状支持棒にて取り
付けられるものであり、ねじ止めで固定する場合のガラ
ス基板の割れといった問題は生じないことになる。ま
た、上記の輪状係止部材をパイプ状支持棒に嵌め込むこ
とで簡単に位置決めされることになる。
【0010】また、第2の構成によれば、屋根上取付部
材は複数のパイプ状支持棒を連結されてなるものである
が、個々のパイプ状支持棒は取扱いに容易な大きさとす
ることが可能であり、またその取付部にて野地板上に簡
単に取り付けることができる。更に、上記の屋根上取付
部材により桟木が不要となる。
【0011】また、第3の構成によれば、上記パイプ状
支持棒→太陽電池モジュール→パイプ状支持棒というよ
うに交互に屋根上に配置していけばよいから、いわゆる
未熟練者でも比較的容易に太陽電池モジュールを屋根上
に取り付けることができる。更に、このようにして太陽
電池モジュールが屋根上に配置されると、これら太陽電
池モジュールと野地板との間に上記パイプ状支持棒が介
在することで間隙が形成されることになり、この間隙に
空気が通ることになるため、太陽電池の温度上昇を抑制
して出力低下を防止することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。
【0013】図1は、本発明のスレート瓦型太陽電池モ
ジュール10を示す図であって、同図(a)はその平面
図、同図(b)はA−A矢視断面図である。
【0014】図中1は、スレート瓦型太陽電池モジュー
ルの本体を成す金属板であり、ステンレス板や防錆塗装
が施された鉄板などから成る。この金属板1のサイズ
は、長辺約60〜90cm、短辺約40cm、厚み0.
5〜1mm程度である。なお、上記の各部のサイズは例
示であってこれに限定されることはない。また、上記の
金属板1は、略中央部分で折り曲げられて階段状を成
す。折り曲げの深さは、後述する太陽電池2の貼着構造
の厚みに一致し、折り曲げられた下段側の幅は太陽電池
2の貼着構造の幅に一致している。
【0015】図中2は、金属板1の長辺の一側に沿って
表面側から貼着された太陽電池であり、大面積化のため
に通常アモルファスシリコンにて構成されている。この
太陽電池2は、金属板1の下半分、若しくはそれ以下の
面積に設けられている。このように太陽電池2の貼着面
積が金属板1の全表面の半分、若しくはそれ以下である
理由は、通常スレート瓦タイプの屋根を葺く場合は、屋
根の勾配が和瓦の場合などに比べて相当緩いために、ス
レート瓦同士の隙間から雨水がしみ込むのを防止する必
要性から瓦同士の重ね合わせ部分を極端に大きく採って
いるからである。具体的には、後の説明からも明らかに
なるであろうが、金属板1の太陽電池2が設けられてい
ない後端側領域の殆どが瓦同士の重合領域となる。
【0016】次に、上記太陽電池2の貼着構造について
説明する。この貼着構造は、図1の(b)に示したよう
に、金属板1上に設けられた接着剤からなる第1の接着
剤層3aと、この第1の接着剤層3a上に設けられた太
陽電池2と、この太陽電池2上に設けられた接着剤から
なる第2の接着剤層3bと、この第2の接着剤層3b上
に載置された透明なカバーガラス4とにより構成される
ものであり、この構造により太陽電池2の密封構造が実
現されている。
【0017】このような構造は、以下の方法で製造され
る。例えば、柔軟なシリコンシートで上室と下室とに分
離した真空容器内の下室内に、カバーガラス4、第1の
接着剤層3aとなるEVA(エチレンビニルアセテー
ト)シート、太陽電池2、第2の接着剤層3bとなるE
VAシート、及び金属板1をこの順でセットし、上室,
下室ともに真空とする。そして、ヒーターにより上記サ
ンプルを100℃程度に加熱し、EVAシートを溶融さ
せる。次に、上室をリークして大気圧とする。このと
き、上室と下室とを分離しているシリコンシートが上室
と下室の差圧でサンプルに押し付けられ、これによりサ
ンプルが密着一体化する。最後にサンプルを150℃,
30分間程度加熱し、EVAを架橋構造化(安定化)さ
せる。これにより、上記の貼着構造が得られる。
【0018】金属板1における太陽電池2が設けられて
いない箇所、即ち、瓦同士が重ね合わされる後端側領域
には、太陽電池モジュールを後述する屋根上取付部材1
6に取り付けるための一対の輪状係止部材15a,15
bが2組設けられている。輪状係止部材15a,15b
は、ねじ20…により金属板1に固定されている。ま
た、各組の輪状係止部材15a,15bにおいて、輪状
係止部材15bは輪状係止部材15aよりも高く形成さ
れている。そして、これら輪状係止部材15a,15a
間(15b,15b間)における金属板1の側面からの
距離は、金属板1の全幅の1/4に設定されている。
【0019】次に、このような構成の太陽電池モジュー
ル10を家屋の屋根に設置する場合について説明する。
この設置には、図2および図3に示すように、屋根上取
付部材16…が用いられる。そして、太陽電池モジュー
ル10は、上記の屋根上取付部材16…によって、例え
ば互い違いに(千鳥配置に)並べ置かれる。以下、上記
屋根上取付部材16…の構成と、設置の手順について述
べる。
【0020】屋根上取付部材16は、例えばアルミニウ
ム等の金属或いは合成樹脂等から成るパイプ状支持棒1
7を複数個連結して構成される。パイプ状支持棒17
は、パイプ同士を連結するための係合部18、及び野地
板11に対し一定の間隔を形成してこれに取り付けるた
めの取付部19を備える。
【0021】上記の係合部18は、各パイプ状支持棒1
7の前後端にそれぞれ形成されたものであり、一方は雄
側係合部18bで他方が雌側係合部18aとされる。
【0022】上記取付部19は、パイプ状支持棒17か
ら二股に足部分が垂下されたものでそれぞれの足部分に
はビス止め用穴(図示せず)が形成されている。取付部
19は、パイプ状支持棒17の雄側係合部18bの近く
に取り付けられているので、これに邪魔されることなく
前記輪状係止部材15a,15bをパイプ状支持棒17
に嵌め込むことができる。また、この嵌め込みにおい
て、上記の輪状係止部材15bを取付部19に当接させ
ることよりスレート瓦型太陽電池モジュールの位置決め
が行われることになる。
【0023】次に、設置の手順を述べる。上記太陽電池
モジュールの設置は、屋根の下側から行う。まず、第1
段目のパイプ状支持棒17…を屋根の傾斜方向と同方向
に向け且つ互いに平行に一定の間隔(前記2組の輪状係
止部材間の距離に相当)をおいて野地板11上に取り付
ける。この取付は、取付部19の前記ビス止め用穴にビ
スをねじ込むことで行われる。次に、第1段目の太陽電
池モジュール10を、上記第1段目のパイプ状支持棒1
7に取り付ける。この取付は、輪状係止部材15a,1
5bを上記パイプ状支持棒17に嵌め込むことにより行
う。
【0024】上記第1段目の太陽電池モジュール10…
の取付が終了したら、第2段目のパイプ状支持棒17…
を、先に配置した第1段目のパイプ状支持棒17…に連
結すると共に野地板11に固定する。連結は第2段目の
パイプ状支持棒17の雄側係合部18bを第1段目のパ
イプ状支持棒17の雌側係合部18aに嵌め込むことに
より行う。また、野地板11への固定は、前述と同様、
取付部19の前記ビス止め用穴にビスをねじ込むことで
行われる。
【0025】そして、上記の第2段目のパイプ状支持棒
17に太陽電池モジュール10…を取り付ける。この取
り付けは、千鳥配置で行う。以上の工程を繰り返すこと
により、屋根上に太陽電池モジュール10…が取り付け
られる。なお、先述したように、輪状係止部材15a,
15a間(15b,15b間)における金属板1の側面
からの距離は、金属板1の全幅の1/4に設定されてい
るので、かかる千鳥配置が可能となる。
【0026】以上説明したように、輪状係止部材15
a,15bをパイプ状支持棒17に嵌め込むことによっ
てスレート瓦型太陽電池モジュール10を屋根上に簡単
に固定できるから、屋根上での取り付けの作業性が向上
する。また、太陽電池モジュール10は上記のパイプ状
支持棒17にて取り付けられるものであり、ねじ止めで
固定する場合の問題、例えば、上記太陽電池モジュール
10の本体をガラス基板で構成した場合の当該ガラス基
板の割れといった問題は生じないことになる。また、上
記の輪状係止部材15a,15bをパイプ状支持棒17
に嵌め込むことで簡単に位置決めされることになる。
【0027】また、屋根上取付部材16…は複数のパイ
プ状支持棒17を連結してなるものであるが、個々のパ
イプ状支持棒17は取扱いに容易な大きさとすることが
可能であり、またその取付部にて野地板11上に簡単に
取り付けることができる。更に、上記の屋根上取付部材
16…を設けることで桟木が不要となる。
【0028】また、スレート瓦型太陽電池モジュールの
屋根上取付方法では、上記パイプ状支持棒17→太陽電
池モジュール10→パイプ状支持棒17というように交
互に屋根上に配置していけばよいから、いわゆる未熟練
者でも比較的容易に太陽電池モジュール10を屋根上に
取り付けることができる。更に、このようにして太陽電
池モジュール10が屋根上に配置されると、これら太陽
電池モジュール10と野地板11との間に取付部19と
輪状係止部材15bの高さの間隙が形成されることにな
り、この間隙に空気が通ることになるため、太陽電池2
の温度上昇を抑制して出力低下を防止することができ
る。
【0029】更に、太陽電池モジュール10は、輪状係
止部材15a,15bによって一定の角度に保持されて
配置されるため、先に配置されたモジュール10の表面
と後に配置されるモジュール10の裏面との間に隙間が
でき難くなり、これによって雨漏りや風による瓦のまく
れといった問題も解消することができる。
【0030】なお、本実施例では、スレート瓦型太陽電
池モジュールの本体を金属板1にて構成したが、ガラス
基板にて構成してもよいものである。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スレー
ト瓦型太陽電池モジュールの屋根への取り付けを簡単に
行うことができる。また、モジュールの位置決めを防止
でき、雨漏りや風による瓦のまくれを防止することがで
きる。また、曲げに対する強度および風圧に対する信頼
性を維持しつつ軽量化を図ることができ、当該太陽電池
モジュールの屋根上での取り付けの作業性を向上でき
る。更に、放熱性の向上によって太陽電池の出力低下を
防止できるという効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】同図(a)は本発明太陽電池モジュールの平面
図、同図(b)はそのA−A矢視断面図である。
【図2】本発明太陽電池モジュールの屋根上取り付け状
態を示す平面図である。
【図3】本発明太陽電池モジュールの屋根上取り付け状
態を示す側面図である。
【符号の説明】
1 金属板 2 太陽電池 3a 第1の接着剤層 3b 第2の接着剤層 4 カバーガラス 5a 輪状係止部材 5b 輪状係止部材 10 スレート瓦型太陽電池モジュール 11 野地板 16 屋根上取付部材 17 パイプ状支持棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 博之 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−55618(JP,A) 特開 平3−25146(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04D 1/30 603 E04D 13/18 H01L 31/042

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状部材にて本体を構成し、これが瓦
    として屋根上で重ね合わされる後部領域を除いた領域上
    に太陽電池を貼着し、上記後部領域の下面に輪状係止部
    材を設けたことを特徴とするスレート瓦型太陽電池モジ
    ュール。
  2. 【請求項2】 複数のパイプ状支持棒を連結して成り、
    各パイプ状支持棒にはパイプ同士を連結するための係合
    部と、野地板に対し一定の間隔を形成してこれに取り付
    けるための取付部とが設けられていることを特徴とする
    スレート瓦型太陽電池モジュールの屋根上取付部材。
  3. 【請求項3】 複数のパイプ状支持棒を屋根の傾斜方向
    と同方向に向け且つ互いに平行に一定の間隔をおいて野
    地板上に取り付けた後、スレート瓦型太陽電池モジュー
    ルに設けられている輪状係止部材を上記パイプ状支持棒
    に嵌め込み、次に上記のパイプ状支持棒に次段のパイプ
    状支持棒を連結すると共に野地板上に取り付け、次段の
    スレート瓦型太陽電池モジュールに設けられている輪状
    係止部材を上記次段のパイプ状支持棒に嵌め込むことを
    繰り返すことを特徴とするスレート瓦型太陽電池モジュ
    ールの屋根上取付方法。
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