JP4046520B2 - 太陽電池モジュールとその取り付け構造体と取り付け方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅用太陽光発電システムなどに使用される太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンエネルギを利用する手段の一つとして、住宅の屋根面上方に太陽電池モジュール本体を取り付けて、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換する住宅用太陽光発電システムが普及しつつある。図２０に示すように、太陽電池モジュール本体１１０は複数の太陽電池セル１２０が平板状に配列され、その周縁部が枠体１３０によって囲まれている。
【０００３】
従来はこの太陽電池モジュールを予め屋根の上に固定された「架台」と呼ばれる金属性の部材の上に取り付ける方法が一般的であったが、最近では取り付け工事の簡略化およびコストダウンを図るため、太陽電池モジュール本体を直接屋根面上方に取り付ける方法も用いられている。このような技術としては、たとえば特開平１１−１０７４５３号公報に通常の瓦とともに太陽電池セルを固定した瓦を直接屋根面上方に取り付ける技術が開示されている。
【０００４】
しかし、通常の瓦は様々な形状、大きさを有していることから、この多種類の形状、大きさを有する通常の瓦に対応させて太陽電池セルを固定した瓦をそれぞれ作製する必要があるため、製造コスト面において合理的ではなかった。また、通常の瓦とその大きさのみを合わせて太陽電池セルを固定した瓦を作製したとしても形状が異なる場合には、屋根面の美観が損なわれてしまうという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑みて、本発明は合理的な製造コストで作製することができ、かつ屋根面の美観を損なわない太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け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】
本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールにおいて、平板状に配列された複数の太陽電池セルの周縁部が枠体によって囲まれている太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールであることを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいては、上記周辺部材が、太陽電池モジュールと瓦の接合部と瓦同士の接合部とが同様の外観となるような形状を有していることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールを屋根面上に取り付けられた瓦桟に引っ掛けて固定することができる固定部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の軒側および／または棟側に太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦および／または他の太陽電池モジュールとの接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、屋根面の軒側方向および／または棟側方向の直交方向となる水平方向に太陽電池モジュールと瓦とを隣り合わせに接合する太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の水平方向の端部に太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦との接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けた太陽電池モジュールを用い、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け方法であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、太陽電池モジュールと瓦とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において太陽電池モジュール本体と瓦とを固定した後に、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に周辺部材を脱着自在に取り付けることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において、屋根面の水平方向が同じ高さとなるように高さ寸法が調整された接合部材を瓦の棟側に取り付けることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュールの働き幅が瓦の働き幅の整数倍である場合には、瓦には周辺部材を固定しないことが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本明細書中において用いられる語句の定義を明確にする。
【００１８】
「太陽電池モジュール本体」とは、平板状に配列された複数の太陽電池セルの周縁部が枠体によって囲まれているものおよびこれに接合部材を取り付けたもののことをいう。
【００１９】
「太陽電池モジュール」とは、太陽電池モジュール本体に周辺部材を取り付けたもののことをいう。
【００２０】
「周辺部材」とは、同一の屋根面上に瓦とともに太陽電池モジュールを取り付けた場合であっても屋根面の美観を損なわないようにするために用いられる部材のことをいう。
【００２１】
「接合部材」とは、専ら太陽電池モジュールの取り付けのために用いられる部材のことをいい、屋根面の美観保持のために用いられる周辺部材とは異なる。
【００２２】
以下、上記語句の定義に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
（太陽電池モジュール本体）
図１に本発明に用いられる太陽電池モジュール本体１１の一例の模式的な斜視図を示す。図１において、本発明の太陽電池モジュール本体１１は、平板状に配列された複数の太陽電池セル１２の周縁部が枠体１３によって囲まれている。ここで、太陽電池セル１２はたとえば矩形状であって、その表面にはたとえば強化ガラス板、透明樹脂板または耐候性フィルム板等が積層されている。この太陽電池セル１２が平板状に配列され、その周縁部はたとえば金属製等の枠体１３によって嵌合されている。なお、「嵌合」とは、２つの物体の接合において、１つの物体がそのまま、他の１つの物体の凹部のへこみ部に嵌めこまれていることをいう。
【００２３】
ここで、たとえば図２に示すように、太陽電池モジュール本体１１の水平方向の対向する側面が互いに契合する形状を有していることが好ましい。この場合には、水平方向に接合された２つの太陽電池モジュール本体１１の接合部が契合していることから屋根面の防水効果がより向上する。なお、「水平方向」とは、屋根面の最大傾斜方向と直交する方向のことをいう。また、「契合」とは、２つの接合物体がその接合部においてほぼぴったりと合わさることをいう。
【００２４】
なお、本発明の太陽電池モジュール本体１１には、たとえば図３に示すような接合部材１４が取り付けられているものも含まれる。
【００２５】
（周辺部材）
本発明の太陽電池モジュールは、上記太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に周辺部材を脱着自在に取り付けたものである。周辺部材には、たとえば図４に示すような前カバー部材１５または横カバー部材１６等がある。また、周辺部材を脱着自在に取り付ける手法としては、たとえば図５に示すように太陽電池モジュール本体１１に周辺部材１５を嵌合する方法、または周辺部材と太陽電池モジュール本体とをビス止めする方法等がある。また、「脱着自在」とは、取り付けと取り外しを自由に行なうことができるもののことをいい、一旦取り付けた後取り外すことができないものは含まれない。
【００２６】
ここで、周辺部材は、同一の屋根面上に取り付けられる太陽電池モジュールと瓦の接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となるような形状を有していることが好ましい。この場合には屋根面の美観がより損なわれない。「接合」とは、瓦または太陽電池モジュールが連結していることをいい、その連結している部分である「接合部」において固定されていることは必要とされない。
【００２７】
また、周辺部材を用いた場合には、屋根面上に一緒に取り付けられる瓦の形状等がどのようなものであっても、太陽電池モジュール本体の形状等を大量生産に適する一定なものとし、周辺部材の形状等のみを変更することによって対応が可能となるため、従来技術に比べ製造コスト面で合理的となる。
【００２８】
また、周辺部材は、同一の屋根面上に取り付けられる瓦と接合するための接合領域を有していることが好ましい。この場合には周辺部材と瓦との密着性が向上することから周辺部材と瓦との接合がより良好となる。ここで、接合領域の形状および大きさは特に限定されないが、周辺部材と瓦とが契合するような形状であることが好ましい。この場合には屋根面の防水効果がより向上する。
【００２９】
上記周辺部材が取り付けられた本発明の太陽電池モジュールにおいては、屋根面上に取り付けられた瓦桟に引っ掛けて固定することができるたとえば図６に示すような固定部材１７が取り付けられていることが好ましい。この場合には、既に屋根面上に取り付けられている瓦と置き換えて本発明の太陽電池モジュールを取り付けることがより容易となる。
【００３０】
（太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側との取り付け構造体と取り付け方法）
図７に太陽電池モジュール１０の軒側と瓦１８の棟側とが接合される太陽電池モジュール１０の取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図７において、太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ａは接合部材１４ｂと接合されている。また、この接合部材１４ａには前カバー部材１５が接合されている。また、瓦１８は瓦桟１９に引っ掛けられており、接合部材１４ｂによって太陽電池モジュール１０と瓦１８とが接合されている。ここで、「軒側」とは、最大傾斜を有する屋根面の下部方向にある側のことをいい、「棟側」とは、最大傾斜を有する屋根面の上部方向にある側のことをいう。
【００３１】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、図８に示すように屋根面２０の軒側に順次瓦１８を瓦桟１９に引っ掛けて設置していく。次に、この設置した瓦１８上に接合部材１４ｂをビス止めにより取り付けることにより瓦１８を屋根面２０上に固定する。
【００３２】
次に、瓦１８上に取り付けられた接合部材１４ｂと太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ａをビス止めすることにより、図９に示すように太陽電池モジュール１０を瓦１８上に設置する。ここで、接合部材１４ｂは太陽電池モジュール１０の水平方向が同じ高さとなるようにその高さ寸法が調整されている。最後に前カバー部材１５を接合部材１４ａ上に嵌合することによって、この取り付けは完了する。
【００３３】
ここで、前カバー部材１５は瓦１８ａの上面および軒側側面と同様の外観をしていることが好ましい。この場合には屋根面２０全体の美観がより損なわれない。なお、「同様の外観」とは、通常の注意力を有する人間が屋根面を見たときにほとんど違和感を感じることがない程度に色および形状が酷似していることをいう。
【００３４】
（太陽電池モジュールの軒側と棟側の取り付け構造体と取り付け方法）
図１０に軒側と棟側とにそれぞれ位置している太陽電池モジュール１０、１０ａの軒側と棟側とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図１０において、軒側の太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ｃは瓦桟１９ａに引っ掛けて固定することができるような形状を有している固定部材１４ｄと接合されている。この固定部材１４ｄは瓦桟１９ａに引っ掛けられている。
【００３５】
また、棟側の太陽電池モジュール本体１１ａに取り付けられた接合部材１１４ａは接合部材１４ｅと接合されている。さらにこの接合部材１４ｅは固定部材１４ｄと接合されることにより、軒側の太陽電池モジュール１０と棟側の太陽電池モジュール１０ａとが接合されている。また、この接合部材１１４ａには前カバー部材１１５が取り付けられている。
【００３６】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、屋根面２０の軒側に順次設置されている太陽電池モジュール１０に接合部材１４ｃを取り付け、図１１に示すように接合部材１４ｅを接合部材１４ｃ上にビス止めにより接合する。次に、固定部材１４ｄを瓦桟１９ａに引っ掛けた後、その上からビス止めを行なうことにより固定部材１４ｄを固定する。次に、この固定部材１４ｄの固定されていない側を接合部材１４ｃのもう一つの凹部に嵌合する。
【００３７】
次に、太陽電池モジュール１０ａに取り付けられている接合部材１１４ａと接合部材１４ｅとをビス止めにより接合する。最後に、図１２に示すように前カバー部材１１５を接合部材１１４ａに嵌合することによってこの取り付けは完了する。
【００３８】
ここで、前カバー部材１１５は瓦１８ｂの上面および軒側側面と同様の外観をしていることが好ましい。この場合には屋根面２０全体の美観がより損なわれなくなる。
【００３９】
また、前カバー部材１１５は、たとえば図１３に示すように夏至の南中時においても太陽電池セル１１２に影がかからない、すなわち年間を通して太陽電池セル１１２に影がかからない構造に設計されていることが好ましい。この場合には、住宅用太陽光発電システムの光電変換効率が向上する。なお、図１３において、たとえば太陽光と地面とが為す夏至の日の南中角度αは約７８．４°であり、屋根面２０と地面とが為す角度βは約３８．７°である。また、図１３において紙面左側が南である。
【００４０】
（太陽電池モジュールの棟側と瓦の軒側との取り付け構造体と取り付け方法）
図１４に太陽電池モジュール１０ａの棟側と瓦１８ｃの軒側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図１４において、軒側の太陽電池モジュール１０ａに取り付けられている接合部材１１４ｂは瓦桟１９ｂに引っ掛けて固定されている固定部材１７と接合されている。この接合部材１１４ｂ上に瓦１８ｃが設置されている。
【００４１】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、屋根面２０に順次設置されている太陽電池モジュール１０ａに接合部材１１４ｂを太陽電池モジュール１０ａに取り付ける。次に、固定部材１７を瓦桟１９ｂに引っ掛けた後、その上からビス止めを行なうことにより屋根面２０上に固定する。次に、この固定部材１７の固定されていない側を接合部材１１４ｂのもう一つの凹部に嵌合する。最後に、図１５に示すように屋根面２０上に設置された太陽電池モジュール１０ａの上に瓦１８ｃを設置することによって、この取り付けは完了する。
【００４２】
（水平方向への太陽電池モジュールの取り付け構造体と取り付け方法）
図１６に軒側と棟側の直交方向となる水平方向に位置する瓦１８ｄ1、１８ｄ2の間に太陽電池モジュール１０ｂを接合した太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な斜視図を示す。図１６において、瓦１８ｄ1および１８ｄ2は平板状ではなくその左右が盛り上がった形状を有しており、太陽電池モジュール１０ｂは横カバー部材１６ａ、１６ｂを取り付けることにより、瓦１８ｄ1、１８ｄ2と契合するように設置されている。
【００４３】
以下、図１７および図１８を用いてこの取り付け方法について説明する。まず、図１７に示すように、太陽電池モジュール本体１１ｂを瓦１８ｄ1、１８ｄ2の間に置く。次に、図１８に示すような瓦１８ｄ1および１８ｄ2の盛り上がり形状と同様の形状を有する横カバー部材１６ａ、１６ｂを太陽電池モジュール本体の水平方向の左右両側に取り付ける。最後に横カバー部材１６ａ、１６ｂを取り付けた太陽電池モジュールを瓦１８ｄ1および１８ｄ2の間に設置することによりこの取り付けは完了する。
【００４４】
また、上記の取り付けに際し、瓦１８ｄ1および１８ｄ2または他の太陽電池モジュール１０ｃの軒側または棟側またはこれらの双方に隙間が形成されている場合には、図１９に示すようにこの隙間を埋めるための隙間埋め部材２１を太陽電池モジュール１０ｂ上に取り付けることが好ましい。この場合には、水平方向だけでなく、軒側または棟側またはこれらの双方の方向に対しても太陽電池モジュール１０ｂと瓦１８ｄ1および１８ｄ2または他の太陽電池モジュール１０ｃとの接合部が契合するため、さらに屋根面の美観を損なわないようにすることができるようになる。ここで、「隙間埋め部材」とは、専ら接合部を契合するために用いられる部材のことをいい、屋根面の美観保持のために用いられる周辺部材とは異なる。
【００４５】
なお、上記実施の形態において、太陽電池モジュールの軒側および／または棟側に瓦が接合される場合に、太陽電池モジュールの働き幅が瓦の働き幅の整数倍である場合には、瓦には上記周辺部材を固定しないことが好ましい。この場合には周辺部材を取り付けなくとも屋根面の美観が損なわれることがないので、周辺部材を取り付けることによる製造コストの増加を防止することができる。ここで、「働き幅」とは、太陽電池モジュールまたは瓦の水平方向における全幅から接合部の幅を除いた幅のことをいう。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、合理的な製造コストで作製することができ、かつ屋根面の美観が損なわれない太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け方法を提供することができる。また、本発明の太陽電池モジュールと瓦または他の太陽電池モジュールとの接合部が契合している場合には、屋根面の美観保持だけでなく、屋根面の防水効果も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる太陽電池モジュール本体の一例の模式的な斜視図である。
【図２】 本発明に用いられる２つの太陽電池モジュール本体の接合部が契合している状態の一例の模式的な斜視図である。
【図３】 接合部材を取り付けた太陽電池モジュール本体の一例の模式的な断面図である。
【図４】 本発明に用いられる前カバー部材および横カバー部材の一例の模式的な斜視図である。
【図５】 前カバー部材を取り付けた本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面図である。
【図６】 固定部材を取り付けた太陽電池モジュール本体の一例の模式的な断面図である。
【図７】 太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図８】 屋根面の水平方向に順次瓦が設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図９】 太陽電池モジュールを瓦上に設置した状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１０】 軒側と棟側とにそれぞれ位置している太陽電池モジュールの軒側と棟側とを接合した太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図１１】 屋根面の水平方向に太陽電池モジュールが順次設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１２】 軒側の太陽電池モジュールと棟側の太陽電池モジュールとが接合された太陽電池モジュールが取り付けられた状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１３】 夏至の南中時における屋根面の状態の一例の模式的な概念図である。
【図１４】 太陽電池モジュールの棟側と瓦の軒側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図１５】 屋根面上に太陽電池モジュールと瓦とが順次設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１６】 水平方向に位置する瓦の間に太陽電池モジュールを接合した状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１７】 太陽電池モジュール本体を瓦の間に接合する前の状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１８】 瓦の盛り上がり形状と同様の形状を有する横カバー部材の一例の模式的な斜視図である。
【図１９】 隙間埋め部材を取り付けた太陽電池モジュールの構造体の一例の模式的な斜視図である。
【図２０】 従来の太陽電池モジュールの一例の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１０,１０ａ,１０ｂ 太陽電池モジュール、１１,１１ａ,１１ｂ,１１０ 太陽電池モジュール本体、１２,１１２,１２０ 太陽電池セル、１３,１３０ 枠体、１４,１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｅ,１１４ａ,１１４ｂ 接合部材、１５,１１５ 前カバー部材、１６,１６ａ,１６ｂ 横カバー部材、１４ｄ,１７ 固定部材、１８,１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄ1,１８ｄ2 瓦、１９,１９ａ,１９ｂ 瓦桟、２０ 屋根面、２１ 隙間埋め部材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅用太陽光発電システムなどに使用される太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンエネルギを利用する手段の一つとして、住宅の屋根面上方に太陽電池モジュール本体を取り付けて、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換する住宅用太陽光発電システムが普及しつつある。図２０に示すように、太陽電池モジュール本体１１０は複数の太陽電池セル１２０が平板状に配列され、その周縁部が枠体１３０によって囲まれている。
【０００３】
従来はこの太陽電池モジュールを予め屋根の上に固定された「架台」と呼ばれる金属性の部材の上に取り付ける方法が一般的であったが、最近では取り付け工事の簡略化およびコストダウンを図るため、太陽電池モジュール本体を直接屋根面上方に取り付ける方法も用いられている。このような技術としては、たとえば特開平１１−１０７４５３号公報に通常の瓦とともに太陽電池セルを固定した瓦を直接屋根面上方に取り付ける技術が開示されている。
【０００４】
しかし、通常の瓦は様々な形状、大きさを有していることから、この多種類の形状、大きさを有する通常の瓦に対応させて太陽電池セルを固定した瓦をそれぞれ作製する必要があるため、製造コスト面において合理的ではなかった。また、通常の瓦とその大きさのみを合わせて太陽電池セルを固定した瓦を作製したとしても形状が異なる場合には、屋根面の美観が損なわれてしまうという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑みて、本発明は合理的な製造コストで作製することができ、かつ屋根面の美観を損なわない太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け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】
本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールにおいて、平板状に配列された複数の太陽電池セルの周縁部が枠体によって囲まれている太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールであることを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいては、上記周辺部材が、太陽電池モジュールと瓦の接合部と瓦同士の接合部とが同様の外観となるような形状を有していることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールを屋根面上に取り付けられた瓦桟に引っ掛けて固定することができる固定部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の軒側および／または棟側に太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦および／または他の太陽電池モジュールとの接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、屋根面の軒側方向および／または棟側方向の直交方向となる水平方向に太陽電池モジュールと瓦とを隣り合わせに接合する太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の水平方向の端部に太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦との接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け構造体であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で太陽電池モジュール本体への取り付けおよび太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けた太陽電池モジュールを用い、周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有している太陽電池モジュールの取り付け方法であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、太陽電池モジュールと瓦とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において太陽電池モジュール本体と瓦とを固定した後に、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に周辺部材を脱着自在に取り付けることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において、屋根面の水平方向が同じ高さとなるように高さ寸法が調整された接合部材を瓦の棟側に取り付けることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の太陽電池モジュールの取り付け方法においては、屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュールの働き幅が瓦の働き幅の整数倍である場合には、瓦には周辺部材を固定しないことが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本明細書中において用いられる語句の定義を明確にする。
【００１８】
「太陽電池モジュール本体」とは、平板状に配列された複数の太陽電池セルの周縁部が枠体によって囲まれているものおよびこれに接合部材を取り付けたもののことをいう。
【００１９】
「太陽電池モジュール」とは、太陽電池モジュール本体に周辺部材を取り付けたもののことをいう。
【００２０】
「周辺部材」とは、同一の屋根面上に瓦とともに太陽電池モジュールを取り付けた場合であっても屋根面の美観を損なわないようにするために用いられる部材のことをいう。
【００２１】
「接合部材」とは、専ら太陽電池モジュールの取り付けのために用いられる部材のことをいい、屋根面の美観保持のために用いられる周辺部材とは異なる。
【００２２】
以下、上記語句の定義に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
（太陽電池モジュール本体）
図１に本発明に用いられる太陽電池モジュール本体１１の一例の模式的な斜視図を示す。図１において、本発明の太陽電池モジュール本体１１は、平板状に配列された複数の太陽電池セル１２の周縁部が枠体１３によって囲まれている。ここで、太陽電池セル１２はたとえば矩形状であって、その表面にはたとえば強化ガラス板、透明樹脂板または耐候性フィルム板等が積層されている。この太陽電池セル１２が平板状に配列され、その周縁部はたとえば金属製等の枠体１３によって嵌合されている。なお、「嵌合」とは、２つの物体の接合において、１つの物体がそのまま、他の１つの物体の凹部のへこみ部に嵌めこまれていることをいう。
【００２３】
ここで、たとえば図２に示すように、太陽電池モジュール本体１１の水平方向の対向する側面が互いに契合する形状を有していることが好ましい。この場合には、水平方向に接合された２つの太陽電池モジュール本体１１の接合部が契合していることから屋根面の防水効果がより向上する。なお、「水平方向」とは、屋根面の最大傾斜方向と直交する方向のことをいう。また、「契合」とは、２つの接合物体がその接合部においてほぼぴったりと合わさることをいう。
【００２４】
なお、本発明の太陽電池モジュール本体１１には、たとえば図３に示すような接合部材１４が取り付けられているものも含まれる。
【００２５】
（周辺部材）
本発明の太陽電池モジュールは、上記太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に周辺部材を脱着自在に取り付けたものである。周辺部材には、たとえば図４に示すような前カバー部材１５または横カバー部材１６等がある。また、周辺部材を脱着自在に取り付ける手法としては、たとえば図５に示すように太陽電池モジュール本体１１に周辺部材１５を嵌合する方法、または周辺部材と太陽電池モジュール本体とをビス止めする方法等がある。また、「脱着自在」とは、取り付けと取り外しを自由に行なうことができるもののことをいい、一旦取り付けた後取り外すことができないものは含まれない。
【００２６】
ここで、周辺部材は、同一の屋根面上に取り付けられる太陽電池モジュールと瓦の接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となるような形状を有していることが好ましい。この場合には屋根面の美観がより損なわれない。「接合」とは、瓦または太陽電池モジュールが連結していることをいい、その連結している部分である「接合部」において固定されていることは必要とされない。
【００２７】
また、周辺部材を用いた場合には、屋根面上に一緒に取り付けられる瓦の形状等がどのようなものであっても、太陽電池モジュール本体の形状等を大量生産に適する一定なものとし、周辺部材の形状等のみを変更することによって対応が可能となるため、従来技術に比べ製造コスト面で合理的となる。
【００２８】
また、周辺部材は、同一の屋根面上に取り付けられる瓦と接合するための接合領域を有していることが好ましい。この場合には周辺部材と瓦との密着性が向上することから周辺部材と瓦との接合がより良好となる。ここで、接合領域の形状および大きさは特に限定されないが、周辺部材と瓦とが契合するような形状であることが好ましい。この場合には屋根面の防水効果がより向上する。
【００２９】
上記周辺部材が取り付けられた本発明の太陽電池モジュールにおいては、屋根面上に取り付けられた瓦桟に引っ掛けて固定することができるたとえば図６に示すような固定部材１７が取り付けられていることが好ましい。この場合には、既に屋根面上に取り付けられている瓦と置き換えて本発明の太陽電池モジュールを取り付けることがより容易となる。
【００３０】
（太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側との取り付け構造体と取り付け方法）
図７に太陽電池モジュール１０の軒側と瓦１８の棟側とが接合される太陽電池モジュール１０の取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図７において、太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ａは接合部材１４ｂと接合されている。また、この接合部材１４ａには前カバー部材１５が接合されている。また、瓦１８は瓦桟１９に引っ掛けられており、接合部材１４ｂによって太陽電池モジュール１０と瓦１８とが接合されている。ここで、「軒側」とは、最大傾斜を有する屋根面の下部方向にある側のことをいい、「棟側」とは、最大傾斜を有する屋根面の上部方向にある側のことをいう。
【００３１】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、図８に示すように屋根面２０の軒側に順次瓦１８を瓦桟１９に引っ掛けて設置していく。次に、この設置した瓦１８上に接合部材１４ｂをビス止めにより取り付けることにより瓦１８を屋根面２０上に固定する。
【００３２】
次に、瓦１８上に取り付けられた接合部材１４ｂと太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ａをビス止めすることにより、図９に示すように太陽電池モジュール１０を瓦１８上に設置する。ここで、接合部材１４ｂは太陽電池モジュール１０の水平方向が同じ高さとなるようにその高さ寸法が調整されている。最後に前カバー部材１５を接合部材１４ａ上に嵌合することによって、この取り付けは完了する。
【００３３】
ここで、前カバー部材１５は瓦１８ａの上面および軒側側面と同様の外観をしていることが好ましい。この場合には屋根面２０全体の美観がより損なわれない。なお、「同様の外観」とは、通常の注意力を有する人間が屋根面を見たときにほとんど違和感を感じることがない程度に色および形状が酷似していることをいう。
【００３４】
（太陽電池モジュールの軒側と棟側の取り付け構造体と取り付け方法）
図１０に軒側と棟側とにそれぞれ位置している太陽電池モジュール１０、１０ａの軒側と棟側とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図１０において、軒側の太陽電池モジュール本体１１に取り付けられた接合部材１４ｃは瓦桟１９ａに引っ掛けて固定することができるような形状を有している固定部材１４ｄと接合されている。この固定部材１４ｄは瓦桟１９ａに引っ掛けられている。
【００３５】
また、棟側の太陽電池モジュール本体１１ａに取り付けられた接合部材１１４ａは接合部材１４ｅと接合されている。さらにこの接合部材１４ｅは固定部材１４ｄと接合されることにより、軒側の太陽電池モジュール１０と棟側の太陽電池モジュール１０ａとが接合されている。また、この接合部材１１４ａには前カバー部材１１５が取り付けられている。
【００３６】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、屋根面２０の軒側に順次設置されている太陽電池モジュール１０に接合部材１４ｃを取り付け、図１１に示すように接合部材１４ｅを接合部材１４ｃ上にビス止めにより接合する。次に、固定部材１４ｄを瓦桟１９ａに引っ掛けた後、その上からビス止めを行なうことにより固定部材１４ｄを固定する。次に、この固定部材１４ｄの固定されていない側を接合部材１４ｃのもう一つの凹部に嵌合する。
【００３７】
次に、太陽電池モジュール１０ａに取り付けられている接合部材１１４ａと接合部材１４ｅとをビス止めにより接合する。最後に、図１２に示すように前カバー部材１１５を接合部材１１４ａに嵌合することによってこの取り付けは完了する。
【００３８】
ここで、前カバー部材１１５は瓦１８ｂの上面および軒側側面と同様の外観をしていることが好ましい。この場合には屋根面２０全体の美観がより損なわれなくなる。
【００３９】
また、前カバー部材１１５は、たとえば図１３に示すように夏至の南中時においても太陽電池セル１１２に影がかからない、すなわち年間を通して太陽電池セル１１２に影がかからない構造に設計されていることが好ましい。この場合には、住宅用太陽光発電システムの光電変換効率が向上する。なお、図１３において、たとえば太陽光と地面とが為す夏至の日の南中角度αは約７８．４°であり、屋根面２０と地面とが為す角度βは約３８．７°である。また、図１３において紙面左側が南である。
【００４０】
（太陽電池モジュールの棟側と瓦の軒側との取り付け構造体と取り付け方法）
図１４に太陽電池モジュール１０ａの棟側と瓦１８ｃの軒側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図を示す。図１４において、軒側の太陽電池モジュール１０ａに取り付けられている接合部材１１４ｂは瓦桟１９ｂに引っ掛けて固定されている固定部材１７と接合されている。この接合部材１１４ｂ上に瓦１８ｃが設置されている。
【００４１】
以下、この取り付け方法について説明する。まず、屋根面２０に順次設置されている太陽電池モジュール１０ａに接合部材１１４ｂを太陽電池モジュール１０ａに取り付ける。次に、固定部材１７を瓦桟１９ｂに引っ掛けた後、その上からビス止めを行なうことにより屋根面２０上に固定する。次に、この固定部材１７の固定されていない側を接合部材１１４ｂのもう一つの凹部に嵌合する。最後に、図１５に示すように屋根面２０上に設置された太陽電池モジュール１０ａの上に瓦１８ｃを設置することによって、この取り付けは完了する。
【００４２】
（水平方向への太陽電池モジュールの取り付け構造体と取り付け方法）
図１６に軒側と棟側の直交方向となる水平方向に位置する瓦１８ｄ1、１８ｄ2の間に太陽電池モジュール１０ｂを接合した太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な斜視図を示す。図１６において、瓦１８ｄ1および１８ｄ2は平板状ではなくその左右が盛り上がった形状を有しており、太陽電池モジュール１０ｂは横カバー部材１６ａ、１６ｂを取り付けることにより、瓦１８ｄ1、１８ｄ2と契合するように設置されている。
【００４３】
以下、図１７および図１８を用いてこの取り付け方法について説明する。まず、図１７に示すように、太陽電池モジュール本体１１ｂを瓦１８ｄ1、１８ｄ2の間に置く。次に、図１８に示すような瓦１８ｄ1および１８ｄ2の盛り上がり形状と同様の形状を有する横カバー部材１６ａ、１６ｂを太陽電池モジュール本体の水平方向の左右両側に取り付ける。最後に横カバー部材１６ａ、１６ｂを取り付けた太陽電池モジュールを瓦１８ｄ1および１８ｄ2の間に設置することによりこの取り付けは完了する。
【００４４】
また、上記の取り付けに際し、瓦１８ｄ1および１８ｄ2または他の太陽電池モジュール１０ｃの軒側または棟側またはこれらの双方に隙間が形成されている場合には、図１９に示すようにこの隙間を埋めるための隙間埋め部材２１を太陽電池モジュール１０ｂ上に取り付けることが好ましい。この場合には、水平方向だけでなく、軒側または棟側またはこれらの双方の方向に対しても太陽電池モジュール１０ｂと瓦１８ｄ1および１８ｄ2または他の太陽電池モジュール１０ｃとの接合部が契合するため、さらに屋根面の美観を損なわないようにすることができるようになる。ここで、「隙間埋め部材」とは、専ら接合部を契合するために用いられる部材のことをいい、屋根面の美観保持のために用いられる周辺部材とは異なる。
【００４５】
なお、上記実施の形態において、太陽電池モジュールの軒側および／または棟側に瓦が接合される場合に、太陽電池モジュールの働き幅が瓦の働き幅の整数倍である場合には、瓦には上記周辺部材を固定しないことが好ましい。この場合には周辺部材を取り付けなくとも屋根面の美観が損なわれることがないので、周辺部材を取り付けることによる製造コストの増加を防止することができる。ここで、「働き幅」とは、太陽電池モジュールまたは瓦の水平方向における全幅から接合部の幅を除いた幅のことをいう。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、合理的な製造コストで作製することができ、かつ屋根面の美観が損なわれない太陽電池モジュールおよびその取り付け構造体とその取り付け方法を提供することができる。また、本発明の太陽電池モジュールと瓦または他の太陽電池モジュールとの接合部が契合している場合には、屋根面の美観保持だけでなく、屋根面の防水効果も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる太陽電池モジュール本体の一例の模式的な斜視図である。
【図２】 本発明に用いられる２つの太陽電池モジュール本体の接合部が契合している状態の一例の模式的な斜視図である。
【図３】 接合部材を取り付けた太陽電池モジュール本体の一例の模式的な断面図である。
【図４】 本発明に用いられる前カバー部材および横カバー部材の一例の模式的な斜視図である。
【図５】 前カバー部材を取り付けた本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な断面図である。
【図６】 固定部材を取り付けた太陽電池モジュール本体の一例の模式的な断面図である。
【図７】 太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図８】 屋根面の水平方向に順次瓦が設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図９】 太陽電池モジュールを瓦上に設置した状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１０】 軒側と棟側とにそれぞれ位置している太陽電池モジュールの軒側と棟側とを接合した太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図１１】 屋根面の水平方向に太陽電池モジュールが順次設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１２】 軒側の太陽電池モジュールと棟側の太陽電池モジュールとが接合された太陽電池モジュールが取り付けられた状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１３】 夏至の南中時における屋根面の状態の一例の模式的な概念図である。
【図１４】 太陽電池モジュールの棟側と瓦の軒側とが接合される太陽電池モジュールの取り付け構造体の一例の模式的な断面図である。
【図１５】 屋根面上に太陽電池モジュールと瓦とが順次設置された状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１６】 水平方向に位置する瓦の間に太陽電池モジュールを接合した状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１７】 太陽電池モジュール本体を瓦の間に接合する前の状態の一例の模式的な斜視図である。
【図１８】 瓦の盛り上がり形状と同様の形状を有する横カバー部材の一例の模式的な斜視図である。
【図１９】 隙間埋め部材を取り付けた太陽電池モジュールの構造体の一例の模式的な斜視図である。
【図２０】 従来の太陽電池モジュールの一例の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１０,１０ａ,１０ｂ 太陽電池モジュール、１１,１１ａ,１１ｂ,１１０ 太陽電池モジュール本体、１２,１１２,１２０ 太陽電池セル、１３,１３０ 枠体、１４,１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｅ,１１４ａ,１１４ｂ 接合部材、１５,１１５ 前カバー部材、１６,１６ａ,１６ｂ 横カバー部材、１４ｄ,１７ 固定部材、１８,１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄ1,１８ｄ2 瓦、１９,１９ａ,１９ｂ 瓦桟、２０ 屋根面、２１ 隙間埋め部材。
Claims (10)
- 同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールにおいて、平板状に配列された複数の太陽電池セルの周縁部が枠体によって囲まれている太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、前記太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で前記太陽電池モジュール本体への取り付けおよび前記太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、前記周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有していることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記周辺部材が、太陽電池モジュールと瓦の接合部と前記瓦同士の接合部とが同様の外観となるような形状を有してい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。
- 太陽電池モジュールを前記屋根面上に取り付けられた瓦桟に引っ掛けて固定することができる固定部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
- 同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、前記太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で前記太陽電池モジュール本体への取り付けおよび前記太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材が取り付けられており、前記周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有していることを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け構造体。
- 屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の軒側および／または棟側に前記太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で前記太陽電池モジュール本体への取り付けおよび前記太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦および／または他の太陽電池モジュールとの接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、前記周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有していることを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け構造体。
- 前記屋根面の軒側方向および／または棟側方向の直交方向となる水平方向に太陽電池モジュールと瓦とを隣り合わせに接合する太陽電池モジュールの取り付け構造体において、太陽電池モジュール本体の水平方向の端部に前記太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で前記太陽電池モジュール本体への取り付けおよび前記太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けることにより、太陽電池モジュールと瓦との接合部が瓦同士の接合部と同様の外観となり、前記周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有していることを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け構造体。
- 同一の屋根面上に瓦とともに取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に、前記太陽電池モジュール本体が屋根面上に固定されている状態で前記太陽電池モジュール本体への取り付けおよび前記太陽電池モジュール本体からの取り外しが可能な周辺部材を取り付けた太陽電池モジュールを用い、前記周辺部材が瓦と接合するための接合領域を有していることを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け方法。
- 太陽電池モジュールと瓦とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において、前記太陽電池モジュール本体と前記瓦とを固定した後に、前記太陽電池モジュール本体の少なくとも一部に前記周辺部材を脱着自在に取り付けることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの取り付け方法。
- 太陽電池モジュールの軒側と瓦の棟側とを接合させる太陽電池モジュールの取り付け方法において、前記屋根面の水平方向が同じ高さとなるように高さ寸法が調整された接合部材を前記瓦の棟側に取り付けることを特徴とする請求項７または８に記載の太陽電池モジュールの取り付け方法。
- 前記屋根面の軒側方向および／または棟側方向における太陽電池モジュールの取り付け方法において、太陽電池モジュールの働き幅が瓦の働き幅の整数倍である場合には、瓦には前記周辺部材を固定しないことを特徴とする請求項７または８に記載の太陽電池モジュールの取り付け方法。
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