JP3730841B2

JP3730841B2 - 太陽光発電装置付きカーポート

Info

Publication number: JP3730841B2
Application number: JP2000216297A
Authority: JP
Inventors: 明平吉田; 文雄藤井; 和弘川口
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP2002030774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の太陽電池モジュールを折板屋根に設置した太陽光発電装置付きカーポートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の太陽電池モジュールを組み込んだ太陽光発電装置付きカーポートとして、例えば特開平１１−３０３４４０号公報に記載ものが知られている。このカーポートは、屋根葺き材として折板を用いた折板屋根を、左右各３本の支柱で支持した両側支持タイプのカーポートであり、折板屋根の左右中間位置には、前後方向に並べるようにして複数枚の太陽電池モジュールが組み込まれている。この場合、複数枚の太陽電池モジュールは屋根葺き材を兼ねており、このカーポートの折板屋根は、実際には、折板および太陽電池モジュールを屋根葺き材とする複合屋根となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、市販の太陽電池モジュールは縦横寸法が規格化されており、上記従来のカーポートでは、列設した複数枚（７枚）の太陽電池モジュールの全体長さに合わせてカーポートの前後方向の長さを設計する必要がある。すなわち、カーポートの奥行き長さが、太陽電池モジュールにより規制されてしまう問題があった。また、太陽電池モジュールと折板との間の雨仕舞い（シール）構造が複雑になり、雨漏りが生じ易く且つコストアップになる問題があった。
【０００４】
本発明は、カーポート本体を可能限り改変することなく、太陽電池モジュールを適切且つ簡単に組み込むことができる太陽光発電装置付きカーポートを提供することをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽光発電装置付きカーポートは、折板で葺いた折板屋根を有するカーポート本体と、折板屋根の上面に設置され支持枠に複数枚の太陽電池モジュールを組み込んで構成した太陽光発電ユニットとを備えた太陽光発電装置付きカーポートにおいて、太陽光発電ユニットは、折板屋根の勾配方向に延在し且つ相互に平行に配置した複数本の縦材により、折板屋根の上面に取り付けてあり、各縦材は、折板の上から複数のタイトフレーム間に掛け渡され、下辺部を折板をタイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定され且つ上辺部に太陽光発電ユニットの支持枠を固定したことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、太陽光発電ユニットを折板屋根に支持固定するための縦材が、その下片部で、折板をタイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定されるため、折板の固定構造を活用して、太陽光発電ユニットを折板屋根の上面に簡単に且つ単純な構造をもって固定することができる。また、太陽電池モジュールを設置するために、折板屋根に特段の改良を加える必要がないため、折板屋根の持つ雨仕舞い性をそのまま生かすことができる。
【０００７】
本発明の他の太陽光発電装置付きカーポートは、折板で葺いた折板屋根を有するカーポート本体と、折板屋根の上面に設置され支持枠に複数枚の太陽電池モジュールを組み込んで構成した太陽光発電ユニットとを備えた太陽光発電装置付きカーポートにおいて、太陽光発電ユニットは、折板屋根の勾配方向に延在し且つ相互に平行に配置した複数本の縦材により、折板屋根の上面に取り付けてあり、断面Ｕ字状に形成され、各縦材が水平面内において位置調整可能に嵌合固定される複数個の縦材取付金具とを備え、各縦材は、折板の上から複数のタイトフレーム間に掛け渡され、上辺部が太陽光発電ユニットの支持枠に固定され且つ側辺部が縦材取付金具に固定され、各縦材取付金具は、その下辺部を折板をタイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、縦材を受ける縦材取付金具が、その下辺部で、折板をタイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定されるため、縦材を介して、太陽光発電ユニットを折板屋根の上面に簡単且つ単純な構造で固定することができる。また、太陽電池モジュールを設置するために、折板屋根に特段の改良を加える必要がないため、折板屋根の持つ雨仕舞い性をそのまま生かすことができる。しかも、縦材取付金具に対し縦材が、水平面内において位置調整可能に嵌合固定されるため、複数のタイトフレームの左右方向（折板屋根の勾配方向）の位置ずれに起因して、複数の固定ボルトの位置が左右方向に微妙にずれていても、縦材を簡単且つ適切に固定することができる。
【０００９】
これらの場合、折板をタイトフレームに固定する固定ボルトのうち、下辺部を共締め固定する固定ボルト以外の固定ボルトには、その上部に防水キャップが装着されており、各縦材は、太陽光発電ユニットを防水キャップに干渉しない高さ位置に支持していることが、好ましい。
【００１０】
この構成によれば、折板屋根の上面に設置された太陽光発電ユニットと、固定ボルトの防水キャップが干渉することがないため、下辺部の共締めに関係しない固定ボルト部分の防水性を損なうことがない。なお、下辺部の共締めに関係する固定ボルトは、少なくともその上側を太陽光発電ユニットで覆われるため、防水性が問題となることはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置付きカーポート（以下、「カーポート」という。）について説明する。このカーポートは、折板屋根を支柱により両側で支持するタイプのものであり、２台の乗用車が駐車可能な開口幅を有している。もちろん、１台用のカーポートで開口幅の狭いものも存在する。図１は、カーポートの外観図であり、同図に示すように、カーポート１は、折板屋根３を有するカーポート本体２に、複数枚の太陽電池モジュール５から成る太陽光発電ユニット４を設置して、構成されている。カーポート本体２は、後方に向かって下り勾配の折板屋根３と、折板屋根３を支持する左右各４本の支柱６とで構成されており、この折板屋根３の上面に太陽光発電ユニット４が設置されている。また、最後部の支柱６には、折板屋根３の雨水を地上の導く縦樋７が設けられている。
【００１２】
太陽光発電ユニット４は、複数本の縦材８を架台としてこれに支持されており、各縦材８は、折板９の頂部に固定されるようにして、折板屋根３の勾配方向に延在している。すなわち、実施形態のカーポート１は、折板屋根３を屋根部とする既存のカーポートに、架台である複数本の縦材８を介して、複数枚の太陽電池モジュール５から成る太陽光発電ユニット４を設置した形態となっている。この場合、太陽光発電ユニット４の縦横寸法は、折板屋根３の縦横寸法より一回り小さく形成されており、実施形態のものでは、２４枚の太陽電池モジュール５が組み込まれている。なお、太陽電池モジュール５により発電した電力は、このカーポート１用の照明などに利用してもよいし、住居側に供給してもよい。
【００１３】
図１および図２に示すように、太陽光発電ユニット４は、上記複数本の縦材８上に設置され、縦材８に直交するように固定した複数本の支持枠１１に、複数枚の太陽電池モジュール５をマトリクス状に組み込んで、構成されている。各太陽電池モジュール５は、太陽電池パネル１２と、その四周を縁取るように保持する枠体１３とを一体化して、構成されている。そして、枠体１３の対向する２辺を、隣接する支持枠１１に載置した状態で押さえ部材（図示省略）により支持枠１１にねじ止めすると共に、他の２辺を隣接する太陽電池モジュール５の枠体１３に連結することにより、複数枚の太陽電池モジュール５が複数本の支持枠１１上にマトリクス状にして組み込まれている。なお、太陽電池モジュール５と枠体１３の連結部分（接合部分）はシール構造となっている。
【００１４】
各太陽電池モジュール５の下面には、端子ボックス１５が設けられており、端子ボックス１５には、プラスおよびマイナスの一対のケーブル１６が接続されている。各ケーブル１６の先端にはコネクタ（図示省略）が接続され、このコネクタを介して全太陽電池モジュール５が直列に接続されている。そして、このようにして端子ボックス１５から延びるケーブル１６は、できる限り露出配線を避けるべく、支持枠１１の中空部内などを配線経路として配線され、最終的に支柱６の中空部内を通って、支柱６の下部からパワーコンディショナー（図示省略）や住居（母屋）などに導かれるようになっている。
【００１５】
左右一対となる４組の支柱６，６間には、中空方形断面を有する４本の梁材２１が掛け渡されており、この４本の梁材２１に折板屋根３が支持されている。また、４本の梁材２１の左右両端部には、それぞれブラケット２２を介して折板屋根３の左右の側枠２３，２３が固定されており、また左右の側枠２３，２３の端部間には、前枠２４および後枠２５が掛け渡すようにして取り付けられている。なお、後枠２５には、折板屋根３の雨水を集水する樋部２６が組み込まれており、この樋部２６に上記の縦樋７が接続されている。
【００１６】
また、図２および図３に示すように、各梁材２１の上面には、折板９を支持固定するタイトフレーム３１が取り付けられている。タイトフレーム３１は帯状に形成され、折板９の断面形状に合わせて略台形波状に折り曲げられている。タイトフレーム３１の各頂部３１ａには、折板９を固定するための固定ボルト３２が上向きに固着されている。折板９をタイトフレーム３１に固定する場合には、固定ボルト３２の位置に折板９に形成した小穴９ａを位置あわせして折板９をタイトフレーム３１上に設置し、この状態で上側からウールパッキン３３および笠形座金３４を介在させて固定ボルト３２に、ナット３５を締結する。さらに、ナット３５の上から固定ボルト３２の先端に防水キャップ３６を装着する。そして、上記の各縦材８は、折板９の上からこれと共締めするようにして、固定されている。
【００１７】
上述したように、複数本の縦材８は、それぞれ折板屋根３の勾配方向に沿って配設されると共に、相互に平行に配設されている。より具体的には、各縦材８は、折板９の頂部９ａに添わせて載置され、上記の固定ボルト３２により折板９と共締めするようにしてタイトフレーム（折板屋根３）３１に固定されている。
【００１８】
各縦材８は、図４に示すように、中空方形断面の形材で形成されており、その上辺部４１、下辺部４２および両側辺部４３，４３から成る４辺には、長手方向に延在するあり溝４４，４５，４６，４６がそれぞれ形成されている。上辺部４１に形成したあり溝４４には、ヘッド部４７ａを収容したボルト４７が上向きに取り付けられており、このボルト４７により縦材８の上面に太陽光発電ユニット４の支持枠１１が固定されている。また、下辺部４２に形成したあり溝４５には、タイトフレーム３１に固着した上記の固定ボルト３２が臨み、且つあり溝４５を貫通した固定ボルト３２の先端部には、上記のナット３５と併せてダブルナット形式で固定ナット４８が螺合している。
【００１９】
より具体的には、固定ボルト３２にナット３５を螺合（締結）して折板９が固定されており、このナット３５が縦材８の下辺部４２のあり溝４５に下側から嵌合するようになっている。そして、このあり溝４５の溝底に相当する位置には貫通孔４５ａが形成され、固定ボルト３２の先端部がこの貫通孔４５ａを貫通し、この貫通部分に縦材８を固定するための固定ナット４８が螺合している。なお、固定ナット４８の螺合に際し、縦材８の下辺部４２の上側および下側にそれぞれ座金４９，４９を介在させることが、好ましい。また、貫通孔４５ａに対応して縦材８の上辺部４１のあり溝４４部分には、固定ナット４８を投入および螺合するための操作孔４４ａが形成されている。そして、この操作孔４４ａおよび固定ボルト３２と、上記の支持枠１１を固定しているボルト４７とは、前後方向に位置ずれして配設されている。
【００２０】
なお、操作孔４４ａは、固定ナット４８および工具を挿入する必要があるため、十分に太径に形成されるが、貫通孔４５ａも、前後方向の複数本の固定ボルト３２を同時に位置合わせできるように、通常より幾分太径に或いは長穴に形成しておくことが、好ましい。また、折板９を締結するナット３５を省略し、固定ナット４８により折板９および縦材８を同時に固定するようにしてもよい。
【００２１】
ここで、太陽光発電ユニット４を折板屋根３に設置する作業手順について簡単に説明する。上述したように、この折板屋根３ではタイトフレーム３１に固定するようにして折板９を葺くが、このとき、縦材８が設置される部分の固定ボルト３２には、防水キャップ３６を装着しないようにしておく。次に、各固定ボルト３２に上記の各貫通孔４５ａを位置合わせするようにして、折板９の頂部９ａに縦材８を設置する。ここで、操作孔４４ａから固定ナット４８を投入しこれを固定ボルト３２に螺合する。
【００２２】
このようにして、複数本の縦材８を折板屋根３の上面に適宜固定したら、これに直交するように複数本の支持枠１１をボルト止め（ボルト４７）または部品を用いて固定する。このとき、支持枠１１は仮止めとしておいて、これに太陽電池モジュール５を仮置きし現場合わせで位置決めしてから、本固定する。そして、最後に複数枚の太陽電池モジュール５を支持材１１上に並べ、押さえ部材を介して太陽電池モジュール５を支持材１１にねじ止めして、作業を完了する。
【００２３】
このような構成では、太陽光発電ユニット４の架台となる縦材８を、タイトフレーム３１から延びる折板固定用の固定ボルト３２を利用し、共締めするようにして固定しているため、縦材（架台）８廻りを部品点数の極端に少ない単純な構造とすることができる。また、縦材８を簡単に施工（固定）することができる。したがって、折板屋根３の改良を必要とせず且つ折板屋根３の雨仕舞い性を損なうことなく、太陽光発電ユニット４を簡単に設置することができる。
【００２４】
また、カーポート本体２は、屋根勾配が小さいため、これに設置された太陽光発電ユニット４は、広い面積を占めても目立つことがなく、且つカーポート本体２の向き（東西南北）により、発電効率が極端に変わることがない。さらに、縦材８により、太陽光発電ユニット４が折板屋根３上に嵩上げされて設置されるため、太陽電池モジュール５の通気性（冷却性：発電効率）が損なわれることがなく、且つ太陽電池モジュール５と、固定ボルト３２の防水キャップ３６との干渉も防止することができる。
【００２５】
次に、図５ないし図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態では、縦材８が折板９の頂部９ａに直接共締めされるのではなく、縦材取付金具１０を介して共締めされている。縦材取付金具１０は、下板部（下辺部）５１と両側板部５２，５２とで断面「Ｕ」字状に形成された部品であり、縦材８を固定する各固定ねじ３２に対応して設けられている。すなわち、縦材８の上辺部４１には、第１実施形態と同様に、そのあり溝４４にヘッド部４７ａを収容したボルト４７により、太陽光発電ユニット４の支持枠１１が固定される一方、縦材取付金具１０の下板部５１がタイトフレーム３１から延びる固定ボルト３２により、折板屋根３に共締め固定されている。そして、縦材８の両側辺部４３，４３と縦材取付金具１０の両側板部５２，５２同士が、それぞれ調整固定ボルト５３，５３で締結されている。
【００２６】
縦材取付金具１０は、その下板部５１を折板９の頂部９ａに密着した状態で、固定ボルト３２に螺合したナット３５により、タイトフレーム３１に固定されている。縦材８は、断面「Ｕ」字状に形成した縦材取付金具１０の内側に、幾分間隙を存して遊嵌されている。また、縦材８は、固定ボルト３２によっては直接固定されておらず、固定ボルト３２に螺合したナット３５には縦材８の下辺部４２に形成したあり溝４５が嵌合し、固定ボルト３２の先端部は貫通孔４５ａから縦材８の中空内部に突出している。
【００２７】
調整固定ボルト５３は、側方から螺合するボルト本体５５と、縦材８の側辺部４３に形成したあり溝４６にスライド自在に収容した裏板ナット５６と、ボルト本体５５と縦材取付金具１０の側板部４３との間に介設した方形の角座金５７とを有している。左右の調整固定ボルト５３，５３は対向して配設されており、この左右の調整固定ボルト５３，５３の相互の締付け寸法により、縦材取付金具１０の内側に遊嵌された縦材８をその間隙の範囲内において、縦材８の左右方向の位置を微調整した状態でこれを固定できるようになっている。また、裏板ナット５６は、縦材８のあり溝４６に対し前後方向に相対的にスライド自在に構成されていて、縦材８の前後方向の位置を微調整した状態でこれを固定できるようになっている。
【００２８】
さらに、縦材取付金具１０の各側板部５２の外面と、これに密着する各角座金５７の内面とには、それぞれ水平なギザ面が形成されており、且つ側板部５２に形成したボルト用のばか孔５２ａは上下方向に長い長孔に形成されている。したがって、縦材８の上下方向の位置を微調整した状態でこれを固定できるようになっている。
【００２９】
このように、縦材８を、前後、左右および上下方向に微調整した状態で固定可能な縦材取付金具１０を介して、タイトフレーム（折板屋根３）３１に固定するようにしているため、太陽光発電ユニット４を架台である複数本の縦材８を介して折板屋根３の上面に、適切且つ簡単に取り付けることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、太陽電池モジュールを両持ちタイプのカーポートに設置した場合について説明したが、片持ちタイプのカーポートに設置することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明の太陽光発電装置付きカーポートによれば、折板屋根における折板のタイトフレームへの固定構造を活用して、太陽光発電ユニットを折板屋根の上面に簡単に且つ単純な構造をもって固定することができるので、折板屋根の雨仕舞い性を損なうことなく、架台としての縦材廻りの部品点数を削減するこができると共に、施工性を向上させることができる。また、太陽電池モジュールを縦材で嵩上げして設置することにより、太陽電池モジュールの十分な冷却が可能となり、その発電効率を適切に維持することができる。しかも、屋根勾配の小さいカーポート本体に太陽光発電ユニットを組み込むことにより、カーポートの意匠性（目立たない）を損なうことがなく、且つカーポートが設置される東西南北の方位に関係なく、太陽電池モジュールの発電効率を安定させることができる。
【００３２】
本発明の他の太陽光発電装置付きカーポートによれば、上記の効果に加え、縦材取付金具に対し縦材が、水平面内において位置調整可能に嵌合固定されるため、施工性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電装置付きカーポートの外観図である。
【図２】第１実施形態における太陽光発電ユニットの折板屋根への設置構造を示す断面図である。
【図３】第１実施形態における縦材の折板屋根への固定構造を示す概略分解斜視図である。
【図４】第１実施形態における縦材廻りの固定構造を示す拡大断面図である。
【図５】第２実施形態における太陽光発電ユニットの折板屋根への設置構造を示す断面図である。
【図６】第２実施形態における縦材の折板屋根への固定構造を示す概略分解斜視図である。
【図７】第２実施形態における縦材廻りの固定構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１カーポート、２カーポート本体、３折板屋根、４太陽光発電ユニット、５太陽電池モジュール、８縦材、９折板、１０縦材取付金具、１１支持枠、３１タイトフレーム、３２固定ボルト、３５ナット、３６防水キャップ、４１上辺部、４２下辺部、４３側辺部、４４，４５，４６あり溝、４８固定ナット、５１上板部、５２側板部、５３調整固定ボルト

Claims

折板で葺いた折板屋根を有するカーポート本体と、前記折板屋根の上面に設置され支持枠に複数枚の太陽電池モジュールを組み込んで構成した太陽光発電ユニットとを備えた太陽光発電装置付きカーポートにおいて、
前記太陽光発電ユニットは、前記折板屋根の勾配方向に延在し且つ相互に平行に配置した複数本の縦材により、前記折板屋根の上面に取り付けてあり、
前記各縦材は、前記折板の上から複数のタイトフレーム間に掛け渡され、下辺部を前記折板を前記タイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定され且つ上辺部に前記太陽光発電ユニットの支持枠を固定したことを特徴とする太陽光発電装置付きカーポート。
折板で葺いた折板屋根を有するカーポート本体と、前記折板屋根の上面に設置され支持枠に複数枚の太陽電池モジュールを組み込んで構成した太陽光発電ユニットとを備えた太陽光発電装置付きカーポートにおいて、
前記太陽光発電ユニットは、前記折板屋根の勾配方向に延在し且つ相互に平行に配置した複数本の縦材により、前記折板屋根の上面に取り付けてあり、
断面Ｕ字状に形成され、前記各縦材が水平面内において位置調整可能に嵌合固定される複数個の縦材取付金具とを備え、
前記各縦材は、前記折板の上から複数のタイトフレーム間に掛け渡され、上辺部が前記太陽光発電ユニットの支持枠に固定され且つ側辺部が前記縦材取付金具に固定され、
前記各縦材取付金具は、その下辺部を前記折板を前記タイトフレームに固定する固定ボルトに共締め固定されていることを特徴とする太陽光発電装置付きカーポート。
前記折板をタイトフレームに固定する固定ボルトのうち、前記下辺部を共締め固定する固定ボルト以外の固定ボルトには、その上部に防水キャップが装着されており、
前記各縦材は、前記太陽光発電ユニットを前記防水キャップに干渉しない高さ位置に支持していることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置付きカーポート。