JP3916152B2 - 太陽光発電瓦 - Google Patents
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- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電性能に優れ、かつデザイン性や施工性に優れた屋根瓦一体型の太陽光発電瓦の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、陶器瓦とシリコン発電基板を内蔵する太陽光発電セルとを一体化した太陽光発電瓦の実用化研究が進められているが、多くはアモルファスシリコンを発電素子としたもの（特許文献１を参照）であり、発電効率が低いため多数の太陽光発電セルを搭載する必要があり設備，建設費が高くなることから普及の障害となっていた。
【０００３】
また、シリコン発電基板には、発電効率がアモルファスタイプの約２倍に達する結晶質シリコン（多結晶質および単結晶質）の利用も考えられている（特許文献１を参照）が、発電効率の温度依存性が強く、７０℃程度に曝されると発電量が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
さらに、これらの太陽光発電瓦では、あらかじめ瓦と太陽光発電セルとを組み付けた屋根瓦一体型として工場から出荷されるのが通例（特許文献１を参照）であって、施工現場までの運搬における、太陽光発電セルの破損防止のための養生費用や運搬費用がコストアップになる上、現場での瓦葺き施工には熟練が要求され、またセル個々の電力取出し用ケーブルの結線作業が必要になるなど施工作業性やコスト面で解決すべき問題が多かった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６２５５号公報：段落〔０００５〕、〔０００７、〔００１５〕。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、発電効率の高い結晶質シリコン発電基板を太陽光発電瓦に適用可能とすること、施工現場までの運搬を簡便化すること、現場での瓦葺き施工に特別な熟練が要求されないこと、太陽光発電セルの組み付け容易であること、などを可能とする太陽光発電瓦を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、一方側のアンダラップ部と他方側の桟山部との間に谷部を有する瓦本体の表面において、その谷部を挟んだ両側部に、結晶系シリコン発電基板を内蔵する太陽光発電セルの両側端部を、バネ弾性によって係合する係合金具部材によって係合させ固定する係合部を凸状に形成し、該太陽光発電セルを、前記谷部との間に通風空間を設けて、着脱自在に配設可能としたことを特徴とする本発明の太陽光発電瓦によって、解決することができる。
【０００８】
この場合、前記係合部と太陽光発電セルの両側端部を固定するための係合金具部材が、太陽光発電セルの端部が嵌着される横向きに開口した凹部を形成するコ字状屈曲部とそれに続く下垂部と外方に折返される先端係止部とからなる屈曲弾性金属板材であって、その先端係止部が前記瓦本体側の係合部側面に設けた係止凹部に係止することによって、前記太陽光発電セルを着脱自在に配設可能としたものである形態に、好ましく具体化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の太陽光発電瓦に係る実施形態について、図１〜３を参照しながら説明する。
本発明の太陽光発電瓦の特徴とするところは、第１に、一方側のアンダラップ部１１と他方側の桟山１２の間に位置する谷部１３を挟む陶器瓦本体１、すなわち広く用いられている桟瓦を対象とし、その表面の両側部分に、結晶系シリコン発電基板を内蔵する平板状の太陽光発電セル２を固定可能とする凸状の係合部１５ａ、１５ｂを形成した点にある。
【００１０】
第２に、前記太陽光発電セル２の両側端部を前記係合部１５ａ、１５ｂに係合させ固定するための係合金具部材３(左側を３ａ、右側を３ｂで示す）準備した点にある。
【００１１】
第３に、配設される太陽光発電セル２は、その外周部分が係合部１５ａ、１５ｂによって支えられるので、瓦本体１の谷部１３の表面との間に通風空間１４を設けた状態で、着脱自在に配設され得るようにした点にある。この通風空間の厚さは、中央部分において少なくとも１０ｍｍ以上になるよう設定するのがよい。
【００１２】
次に、この係合金具部材３の好ましい実施形態について、図２、３を用いて説明する。
この係合金具部材３は、以下説明する形状の屈曲弾性金属板材であって、太陽光発電セル２の端部が嵌着される横向きに開口した凹部を形成する断面コ字状の屈曲部３１と、それに続く下垂部３２と、その下端部から外方に折返される折返し係止部３３とから一体に形成されている屈曲弾性金属板材である。
【００１３】
そして、図２に示すように、係合金具部材３の断面コ字状の屈曲部３１と太陽光発電セル２の端部とを嵌め着けて組み付ける。図では、１方側端部のみを示しているが、この実施形態では太陽光発電セル２の左右両端部に係合金具部材３を組み付けるものである。次いで、折返し係止部３３を内方に押し付けながら、瓦本体１の係合部１５内側に沿って押し込めば、図３に示すように、係合金具部材３の折返し係止部３３の先端が前記係合部１５側面に設けた係止凹部１６に弾段状態に係止する。かくして、前記太陽光発電セルは先の図１に示す前記係合部１５ａ、１５間に、通風空間１４を設けて配設されるのである。
【００１４】
なお、このために、係合金具部材３は、適宜なバネ弾性を有する金属板から形成されるのがよく、前記太陽光発電セル２は係合部１５に弾段状態に係合、固定されるよう、前記係合部１５側面相互間の間隔、係止凹部１６の位置、太陽光発電セル２の横幅寸法、係合金具部材３の折返し係止部３３の外方への張出し寸法などを設定するのがよい。
【００１５】
また、本発明では、図３に示すように、通風空間１４の厚さは、係合部１５の高さと係合金具部材３の寸法（高さ）などによって、適宜に調整可能である。
さらに、本発明の係合金具部材３では、その断面コ字状の屈曲部３１の開口の方向を逆転させることにより、太陽光発電セル２の左右両端部のいずれにも嵌着させることができるという左右両用の利点が得られる。
また、太陽光発電セル２を前記係合部１５から取り外すには、太陽光発電セル２を左右どちらかに引き寄せて、反対側の屈曲弾性金属板材３を係合部１５から離脱させれば、全体を容易に取り外すことが可能である。
【００１６】
以上説明したように、本発明の太陽光発電瓦では、太陽光発電セル２を前記瓦本体１に対して簡単に着脱可能に配設できるので、太陽光発電セル２を配設していない状態の太陽光発電瓦、すなわち前記瓦本体１と太陽光発電セル２とを別々に包装し、従来の手法によって施工現場に運搬することができるから、特に養生費用や運搬コストが嵩むことがないという利点が得られる。
【００１７】
さらに、本発明も太陽光発電瓦は、発電効率の高い多結晶質または単結晶質のシリコン発電基板を応用するものであるが、太陽光発電セル２と、瓦本体１との間には通風空間１４を設けているので、その外周から適宜に空気が出入りすることによる適度な通風により太陽光発電セル２の温度上昇が防止できから、発電効率が低下するのを防ぐことができるという利点が得られる。同時に、この空間の一部は太陽光発電セル２の裏面に設けられる端子ボックスが納められる場所として利用できる利点もある。さらに、図１例示の本発明では、この通風空間１４が頭部に向けて直接開口しているので、侵入した雨水を容易に排水できるという利点も有しているのである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の太陽光発電瓦は、以上説明したように構成されているので、発電効率の高い結晶質シリコン発電素子が太陽光発電瓦に適用可能となり、施工面積を従来のアモルファスの場合の約１／２することができ、また、施工現場まで太陽光発電瓦の運搬に特別な養生が不要となり、さらに施工現場での瓦葺き作業に特別な熟練が要求されないうえ、太陽光発電セルの組み付け容易になるなどコストダウンに大きく寄与できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した発電性能に優れ、かつデザイン性や施工性に優れた屋根瓦一体型の太陽光発電瓦として工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽光発電瓦を説明するための要部斜視図。
【図２】本発明の係合部と太陽光発電瓦の位置関係を示す要部断面図。
【図３】係合部と係合金具部材の係合関係を示す要部断面図。
【符号の説明】
１ 瓦本体、１１ アンダラップ部、１２ 桟山、１３ 谷部、１４ 通風空間、１５、１５ａ、１５ｂ 係合部、２ 太陽光発電セル、３、３ａ、３ｂ 係合金具部材、３１ 屈曲部、３２ 下垂部、３３ 折返し係止部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電性能に優れ、かつデザイン性や施工性に優れた屋根瓦一体型の太陽光発電瓦の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、陶器瓦とシリコン発電基板を内蔵する太陽光発電セルとを一体化した太陽光発電瓦の実用化研究が進められているが、多くはアモルファスシリコンを発電素子としたもの（特許文献１を参照）であり、発電効率が低いため多数の太陽光発電セルを搭載する必要があり設備，建設費が高くなることから普及の障害となっていた。
【０００３】
また、シリコン発電基板には、発電効率がアモルファスタイプの約２倍に達する結晶質シリコン（多結晶質および単結晶質）の利用も考えられている（特許文献１を参照）が、発電効率の温度依存性が強く、７０℃程度に曝されると発電量が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
さらに、これらの太陽光発電瓦では、あらかじめ瓦と太陽光発電セルとを組み付けた屋根瓦一体型として工場から出荷されるのが通例（特許文献１を参照）であって、施工現場までの運搬における、太陽光発電セルの破損防止のための養生費用や運搬費用がコストアップになる上、現場での瓦葺き施工には熟練が要求され、またセル個々の電力取出し用ケーブルの結線作業が必要になるなど施工作業性やコスト面で解決すべき問題が多かった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６２５５号公報：段落〔０００５〕、〔０００７、〔００１５〕。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、発電効率の高い結晶質シリコン発電基板を太陽光発電瓦に適用可能とすること、施工現場までの運搬を簡便化すること、現場での瓦葺き施工に特別な熟練が要求されないこと、太陽光発電セルの組み付け容易であること、などを可能とする太陽光発電瓦を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、一方側のアンダラップ部と他方側の桟山部との間に谷部を有する瓦本体の表面において、その谷部を挟んだ両側部に、結晶系シリコン発電基板を内蔵する太陽光発電セルの両側端部を、バネ弾性によって係合する係合金具部材によって係合させ固定する係合部を凸状に形成し、該太陽光発電セルを、前記谷部との間に通風空間を設けて、着脱自在に配設可能としたことを特徴とする本発明の太陽光発電瓦によって、解決することができる。
【０００８】
この場合、前記係合部と太陽光発電セルの両側端部を固定するための係合金具部材が、太陽光発電セルの端部が嵌着される横向きに開口した凹部を形成するコ字状屈曲部とそれに続く下垂部と外方に折返される先端係止部とからなる屈曲弾性金属板材であって、その先端係止部が前記瓦本体側の係合部側面に設けた係止凹部に係止することによって、前記太陽光発電セルを着脱自在に配設可能としたものである形態に、好ましく具体化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の太陽光発電瓦に係る実施形態について、図１〜３を参照しながら説明する。
本発明の太陽光発電瓦の特徴とするところは、第１に、一方側のアンダラップ部１１と他方側の桟山１２の間に位置する谷部１３を挟む陶器瓦本体１、すなわち広く用いられている桟瓦を対象とし、その表面の両側部分に、結晶系シリコン発電基板を内蔵する平板状の太陽光発電セル２を固定可能とする凸状の係合部１５ａ、１５ｂを形成した点にある。
【００１０】
第２に、前記太陽光発電セル２の両側端部を前記係合部１５ａ、１５ｂに係合させ固定するための係合金具部材３(左側を３ａ、右側を３ｂで示す）準備した点にある。
【００１１】
第３に、配設される太陽光発電セル２は、その外周部分が係合部１５ａ、１５ｂによって支えられるので、瓦本体１の谷部１３の表面との間に通風空間１４を設けた状態で、着脱自在に配設され得るようにした点にある。この通風空間の厚さは、中央部分において少なくとも１０ｍｍ以上になるよう設定するのがよい。
【００１２】
次に、この係合金具部材３の好ましい実施形態について、図２、３を用いて説明する。
この係合金具部材３は、以下説明する形状の屈曲弾性金属板材であって、太陽光発電セル２の端部が嵌着される横向きに開口した凹部を形成する断面コ字状の屈曲部３１と、それに続く下垂部３２と、その下端部から外方に折返される折返し係止部３３とから一体に形成されている屈曲弾性金属板材である。
【００１３】
そして、図２に示すように、係合金具部材３の断面コ字状の屈曲部３１と太陽光発電セル２の端部とを嵌め着けて組み付ける。図では、１方側端部のみを示しているが、この実施形態では太陽光発電セル２の左右両端部に係合金具部材３を組み付けるものである。次いで、折返し係止部３３を内方に押し付けながら、瓦本体１の係合部１５内側に沿って押し込めば、図３に示すように、係合金具部材３の折返し係止部３３の先端が前記係合部１５側面に設けた係止凹部１６に弾段状態に係止する。かくして、前記太陽光発電セルは先の図１に示す前記係合部１５ａ、１５間に、通風空間１４を設けて配設されるのである。
【００１４】
なお、このために、係合金具部材３は、適宜なバネ弾性を有する金属板から形成されるのがよく、前記太陽光発電セル２は係合部１５に弾段状態に係合、固定されるよう、前記係合部１５側面相互間の間隔、係止凹部１６の位置、太陽光発電セル２の横幅寸法、係合金具部材３の折返し係止部３３の外方への張出し寸法などを設定するのがよい。
【００１５】
また、本発明では、図３に示すように、通風空間１４の厚さは、係合部１５の高さと係合金具部材３の寸法（高さ）などによって、適宜に調整可能である。
さらに、本発明の係合金具部材３では、その断面コ字状の屈曲部３１の開口の方向を逆転させることにより、太陽光発電セル２の左右両端部のいずれにも嵌着させることができるという左右両用の利点が得られる。
また、太陽光発電セル２を前記係合部１５から取り外すには、太陽光発電セル２を左右どちらかに引き寄せて、反対側の屈曲弾性金属板材３を係合部１５から離脱させれば、全体を容易に取り外すことが可能である。
【００１６】
以上説明したように、本発明の太陽光発電瓦では、太陽光発電セル２を前記瓦本体１に対して簡単に着脱可能に配設できるので、太陽光発電セル２を配設していない状態の太陽光発電瓦、すなわち前記瓦本体１と太陽光発電セル２とを別々に包装し、従来の手法によって施工現場に運搬することができるから、特に養生費用や運搬コストが嵩むことがないという利点が得られる。
【００１７】
さらに、本発明も太陽光発電瓦は、発電効率の高い多結晶質または単結晶質のシリコン発電基板を応用するものであるが、太陽光発電セル２と、瓦本体１との間には通風空間１４を設けているので、その外周から適宜に空気が出入りすることによる適度な通風により太陽光発電セル２の温度上昇が防止できから、発電効率が低下するのを防ぐことができるという利点が得られる。同時に、この空間の一部は太陽光発電セル２の裏面に設けられる端子ボックスが納められる場所として利用できる利点もある。さらに、図１例示の本発明では、この通風空間１４が頭部に向けて直接開口しているので、侵入した雨水を容易に排水できるという利点も有しているのである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の太陽光発電瓦は、以上説明したように構成されているので、発電効率の高い結晶質シリコン発電素子が太陽光発電瓦に適用可能となり、施工面積を従来のアモルファスの場合の約１／２することができ、また、施工現場まで太陽光発電瓦の運搬に特別な養生が不要となり、さらに施工現場での瓦葺き作業に特別な熟練が要求されないうえ、太陽光発電セルの組み付け容易になるなどコストダウンに大きく寄与できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した発電性能に優れ、かつデザイン性や施工性に優れた屋根瓦一体型の太陽光発電瓦として工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽光発電瓦を説明するための要部斜視図。
【図２】本発明の係合部と太陽光発電瓦の位置関係を示す要部断面図。
【図３】係合部と係合金具部材の係合関係を示す要部断面図。
【符号の説明】
１ 瓦本体、１１ アンダラップ部、１２ 桟山、１３ 谷部、１４ 通風空間、１５、１５ａ、１５ｂ 係合部、２ 太陽光発電セル、３、３ａ、３ｂ 係合金具部材、３１ 屈曲部、３２ 下垂部、３３ 折返し係止部。
Claims (2)
- 一方側のアンダラップ部と他方側の桟山部との間に谷部を有する瓦本体の表面において、その谷部を挟んだ両側部に、結晶系シリコン発電基板を内蔵する太陽光発電セルの両側端部を、バネ弾性によって係合する係合金具部材によって係合させ固定する係合部を凸状に形成し、該太陽光発電セルを、前記谷部との間に通風空間を設けて、着脱自在に配設可能としたことを特徴とする太陽光発電瓦。
- 前記係合部と太陽光発電セルの両側端部を固定するための係合金具部材が、太陽光発電セルの端部が嵌着される横向きに開口した凹部を形成するコ字状屈曲部とそれに続く下垂部と外方に折返される先端係止部とからなる屈曲弾性金属板材であって、その先端係止部が前記瓦本体側の係合部側面に設けた係止凹部に係止することによって、前記太陽光発電セルを着脱自在に配設可能としたものである請求項１に記載の太陽光発電瓦。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002376085A JP3916152B2 (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 太陽光発電瓦 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002376085A JP3916152B2 (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 太陽光発電瓦 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004204589A JP2004204589A (ja) | 2004-07-22 |
| JP3916152B2 true JP3916152B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=32813637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002376085A Expired - Fee Related JP3916152B2 (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 太陽光発電瓦 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3916152B2 (ja) |
-
2002
- 2002-12-26 JP JP2002376085A patent/JP3916152B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2004204589A (ja) | 2004-07-22 |
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