JP4125336B2 - 太陽電池モジュールの取付カバー - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールを屋根などに取り付けるための技術であって、特に、太陽電池モジュールを縦材上に取り付ける際に、その軒側の端部の外観を良好に保つための技術に関する。

従来から、屋根などの取り付け面に太陽電池基板とフレームからなる太陽電池モジュールを取り付けるために様々な施工方法がある。
そして、太陽電池モジュールを屋根に取り付ける際、屋根上に縦横に取付部材を配置して、その上に太陽電池モジュールを取り付けることが行われるが、この取付部材の端部が軒先から露出等しないように、端縁処理部材を取り付けることが行われており、これにより棟側については設置構造と太陽電池パネルとの間にできる段差を勾配のある外套構造で覆うことにより、当該部より棟側の屋根の積雪が屋根傾斜に添って融雪や重さによって滑雪し、当該部への滑雪荷重を低減する機能を果たすようにしたものなどがある（例えば、特許文献１）。

特開平２００３−７４１５４

しかし、上述の従来技術は、端部を複数連結して取り付ける際に、段差なく取り付けるためには、その高さを調整したり、また取付面を合わせるなどの調整が必要であり、この調整が大変面倒であった。
また、このような端縁処理部材は、取付部材の端部を外観良く仕上げるためのであるため、そのコストはできるだけ低廉で、かつ、外観がよいものが望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、部品としてのコストが安く、また、複数連結させて使用する場合でも施工が容易で外観も良好な太陽電池モジュールの固定構造を提供することを目的とする。

本発明の一の観点に関する太陽電池モジュールの取付カバーは、太陽電池モジュールを取り付けるために、取付面上に施設した縦材の下端部を覆うためのカバーであって、下端部に開口する四角柱状に形成され、上記太陽電池モジュールの下端部が取り付けられる取付板部と、上記太陽電池モジュール前面を覆う前面板部と、前記取付板部と前面板部の上端部を繋ぐ上面板部とを有し、上記取付板部と上面板部との間の折り曲げ部及び、前面板部と上面板部との間の折り曲げ部と、上記前面板部の下端部のうちの少なくともいずれかの箇所に、他のカバーを連結する際のジョイント棒を取り付けるためのジョイント取付部が形成されており、上記ジョイント棒は、ジョイント取付部に取り付けられた際に、上記ジョイント取付部から突出した長さが異なっていることを特徴とする。

また、上記縦材の下端部には切り起し部が形成されており、上記取付板部の下端部には、上記縦材の切り起し部に係合する係合辺が形成されていてもよい。

また、上記取付板部の上端部には、太陽電池モジュールの下端部の取付部を載置して固定するための載置辺が形成されており、上記上面板部の上面は、上記太陽電池モジュールの取付部よりも高く、かつ、上記載置辺に取り付けられた太陽電池モジュールの上面よりも低くなっていてもよい。

本発明によれば、カバーを複数ジョイントさせて取り付ける際にも、ジョイント取付部にジョイント棒を取り付けて、これにより連結させればよいことから、簡単かつ綺麗に複数のカバーをジョイントさせることができる。
また、ジョイント棒がジョイント取付部から突出した長さがそれぞれ異なるようにしたことから、カバーを結合させる際に、１本１本結合させれば良く、簡単に取りけることができる。
さらに、カバーの係合辺を、縦材の切り起し部に係合させたことから、カバーを縦材上にしっかりと固定することができる。

以下、本発明を適用した太陽電池モジュールの取付構造の例を、図面を参照して説明する。
図１に本実施形態にかかる太陽電池モジュール１を屋根上に複数配置した状態を示す。
太陽電池モジュール１は、屋根３０上に一面に配置されており、各太陽電池モジュール１は、その棟側の上端部が、軒側の下端部よりも持ち上がった形で取り付けられている。そして、太陽電池モジュール１で発電された電力は、接続箱６０に集められて送電される。

太陽電池モジュール１を取り付ける屋根上などには、図５に示すように固定金具３により屋根上に固定された縦材２により屋根上に固定される。
固定金具３は、図６（ａ）に示すように、ねじなどにより屋根上に所定の間隔を置いて取り付けられている。固定金具３は、金属板を折り曲げて、屋根の瓦上に立ち上がった折曲部を有しており、その長板部がビスにより屋根に固定されている。また瓦上に立ち上がった折曲部上にはボルトＢを通すための穴が形成されており、差し込みボルトＢにより、この折曲部に縦材２が取り付けられるようになっている。

図６（ｂ）に示すように、縦材２は、亜鉛めっき鋼板などの部材を折り曲げるようにして形成されており、その下端部が開口した横長の中空の四角柱状に形成されている。縦材２の上端部には、係合部２１と、長孔２２が形成されている。係合部２１は、縦材２上に、所定の間隔（太陽電池モジュール１の縦幅から接合部分１１ｇの幅を引いた長さの間隔）をおいて設けられている。これにより、係合部２１に太陽電池モジュール１が取り付けられた場合、上下に隣り合う太陽電池モジュール１の上側の太陽電池モジュール１の接合部１１ｇと下側の太陽電池モジュール１のモジュール取付部１１ｂとが重なるようになっている。この係合部２１は、縦材２の上端部を切り起こして上面側に突出させて形成されている。したがって、係合部２１は、縦材２の上端面から立ち上がって上側（棟側）に開口し、縦材２上面との間にわずかな隙間ができるようになっている。
長孔２２は、係合部２１、２１間に設けられ、この長孔２２には、固定金具３からの差込ボルトＢが通され、ナットにより締められることで、縦材２が固定金具３上に固定されるようになっている。
これらの縦材２は、複数連結させることで、屋根の大きさや形に合わせて一面に配置され、平行に設けられた２本の縦材で太陽電池モジュール１を支える。
縦材２の下端部上面には、スタートカバー４を取り付けるためのねじ穴２３が形成されている。

太陽電池モジュール１は、図２、図４に示すように、中空枠状のフレーム１１と、このフレーム１１の中空枠内に取り付けられた太陽電池基板１２を有している。
この太陽電池基板１２は、ＣＩＳ太陽電池基板と、この基板の背面を覆う耐候性フィルム等からなる背面材１３と、基板上には基板を保護するための強化処理ガラスが配置され、これらが接着剤により熱圧着されることにより形成されている。
なお、基板は、本実施形態では、ＣＩＳ太陽電池基板を用いているが、本発明はこれに限定されずにシリコン結晶系（単結晶シリコン、多結晶シリコン）又は非結晶系（アモルファスシリコン）又は、化合物系（ＣｄＴｅ、ＧａＡｓなど）の太陽電池基板や、有機系の太陽電池基板などでもよく、その種類は特に限定されない。
太陽電池基板１２の背面には、端子箱１５とこの端子箱１５に接続されたケーブル１４が取り付けられている。

フレーム１１は太陽電池基板１２を保持するためのものである。このフレーム１１の上端部と下端部には、それぞれフレーム１１を屋根上に取り付けるための板状の取付部がフレームの幅方向全体に形成されている。
フレーム１１の上端側の取付部は、図３（ａ）に示すように、太陽電池基板１２を挟持する基板支持部１１ａと、この基板支持部１１ａから水平面上で逆向きに延びだした平板状のモジュール取付部１１ｂと、モジュール取付部１１ｂの基端部から取付面側に垂直に延びだして形成された板状の柱部１１ｃと、柱部１１ｃの下端部に、この柱部１１ｃと直交するように形成された板状の係合部１１ｄ及び基底部１１ｅが一体に形成されている。
基板支持部１１ａは、太陽電池基板１２を挟持する部分であり、図３（ａ）に示すようにフレーム１１の中空部側に開口を有する形状となっており、この開口部分に太陽電池基板１２の上端部が嵌められ、接着剤等により接着されることでフレーム１１に固定されるようになっている。
モジュール取付部１１ｂは、図２（ａ）に示すように、穴１１Ｈが４箇所設けられている。この穴１１Ｈは、フレーム１１の幅方向の中心Ｃを基準にして等間隔で対称に設けられ、それぞれ幅方向中心Ｃから距離Ｌ，２Ｌ離れた位置に形成されている。
また、柱部１１ｃには、図２（ｃ）に示すように、穴１１Ｍが２つ形成されている。この穴１１Ｍは、フレーム１１の幅方向の中心Ｃを基準として対称な位置、すなわち、それぞれ中心Ｃから距離Ｌおいた位置に設けられている。この穴１１Ｍは、この太陽電池基板１２により発電された電力を外部に送電するためのケーブル１４、１４を引き出すための穴である。
なお、この実施例では、穴１１Ｍの位置が、穴１１Ｈの位置に対応するようになっているが、必ずしも穴１１Ｍの位置は穴１１Ｈの位置と対応させる必要はない。
係合部１１ｄは、柱部１１ｃからフレーム１１の下面に平行に延び出して形成されている。これにより太陽電池モジュール１を取り付けた状態で軒側に開口し、太陽電池モジュール１が縦材２に取り付けられる際、この係合部１１ｄが、縦材２の係合片２１に係合するようになっている。
基底部１１ｅは、柱部１１ｃから上方に向かって延び出して形成されており、この基底部１１ｅを押さえ金具により押さえることで、太陽電池モジュール１の上端部を縦材２上に固定するようになっている。

また、フレーム１１の下側の取付部は、図３（ｂ）に示すように、基板１２を取り付ける基板支持部１１ｊと、この基板支持部１１ｊから垂直下方に延び出した板状の柱部１１ｆと、柱部１１ｆの下端部からフレーム１の外側に延び出し、隣接する太陽電池モジュール１と接合する接合部１１ｇが一体に形成されている。
基板支持部１１ｊは、太陽電池基板１２を挟持して支持する部分であり、図示のようにフレーム１１の太陽電池基板１２を取り付ける中空部側に開口を有する形状となっており、上述の基板支持部１１ａと同様に、開口部分に太陽電池基板１２の上端部が嵌められ、接着剤等により接着されることでフレーム１１に固定されるようになっている。
接合部１１ｇは、柱部１１ｆからフレーム１１の外側に延びだして形成されている。接合部１１ｇには、図２（ａ）に示すように、穴１１ｈが、上述の穴１１Ｈと対応する位置に４箇所設けられている。すなわち、穴１１ｈも、穴１１Ｈと同様に、太陽電池モジュール１の幅方向の中心Ｃを基準にして対称に設けられ、それぞれ幅方向中心Ｃから距離Ｌ，２Ｌ離れた位置に形成されている。この穴１１ｈは、接合部１１ｇの下端部側に開口を有する縦長の長孔となっている。これにより、接合部１１ｇを隣り合う下側の太陽電池モジュール１のモジュール取付部１１ｂ上又はスタートカバー４上に載置して、位置を合わせてねじ止めすることで、太陽電池モジュール１を固定することができる。

スタートカバー４は、縦材２の端縁部に取り付けられ、縦材２の端縁部が露出しないようにするためのカバーである。このスタートカバー４は、図９に示すように、下端部が開口した略四角柱状に形成されており、太陽電池モジュール１の下端部を取り付ける取付板部４０１と、太陽電池モジュール１の前面を覆う前面板部４０５と、前記取付板部４０１と前面板部４０５の上端部を繋ぐ上面板部４０４とを有している。
また、取付板部４０１と上面板部４０４との間の折り曲げ部の内側及び、前面板部４０５と上面板部４０４との折り曲げ部の内側と、前面板部４０５の下端には他のカバーを連結するときのジョイント棒を取り付けるためのジョイント棒取付部４０６が形成されている。なお、本例では、３箇所にジョイント棒取付部４０６が形成されているが、その内の少なくとも１箇所又は２箇所でもよいし、またこれらに加えて別の場所に設けてもよい。
取付板部４０１の上端部には、太陽電池モジュール１の下端部の接合部１１ｇを載置して固定するための載置辺４０３が形成されている。この載置辺４０３には、接合部１１ｇ上の穴１１ｈに対応する位置にねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじが螺合されることで、載置辺４０３上に接合部１１ｇが取り付けられる。
また、取付板部４０１の下端部には縦材２の係合部２１に係合する係合辺４０２ａと、押さえ金具５０によりスタートカバー４を縦材２上に固定するための取付辺４０２ｂが形成されている。

上面板部４０４の上面は、太陽電池モジュール１の接合部１１ｇ上面よりも高く、かつ、載置辺４０３に取り付けられた太陽電池モジュール１の上面よりも低くなっており、これにより太陽電池モジュール１とスタートカバー４との間に溝が形成され、この溝により雨水などが流れるようになっている。

次に、本発明にかかる太陽電池モジュール１の取り付け方法の一例について図を参照して説明する。
本例は、瓦屋根に対して太陽電池ジュール１を取り付ける場合の例である。
まず、固定金具３の取り付が完了したところで、図６に示すように縦材２を固定金具３に取り付ける。
この取付は、固定金具３側から差し込みボルトＢを縦材２の長孔２２側に通して、座金とナットとにより縦材２上部から固定する。
縦材２を屋根の幅に合わせて一直線に配置するためには、縦材２を複数繋いで固定することで、屋根の広さに応じて一直線状に取り付けることができる。これにより、屋根上には、複数条の縦材２がそれぞれ平行に取り付けられた状態となる。

また、最も軒側の縦材２の下端部には、図７、図９に示すようにスタートカバー４を縦材２上にねじ止めして取り付ける。この取り付けは、図９に示すように、縦材２の端縁部の係合部２１に係合辺４０２ａを引掛け、取付辺４０２ｂに押さえ金具５０を当て、この押さえ金具５０をねじで縦材２に取り付けることで、縦材２上にスタートカバー４を取り付ける。
また、スタートカバー４をさらに横に伸ばすためには、スタートカバー４同士を結合させる。スタートカバー４同士を結合する場合は、図８に示すように、ジョイント棒取付部４０６の穴にジョイント棒４１０を挿入する。この際、ジョイント棒４１０は、ジョイント棒取付部４０６から突出する長さがそれぞれ異なるようにする。即ち、取付板部４０１と上面板部４０４の間のジョイント棒取付部４０６に取り付けられたジョイント棒４１０の突出する長さ、前面板部４０５と上面板部４０４との折り曲げ部のジョイント棒取付部４０６に取り付けたジョイント棒４１０の突出する長さ、前面板部４０５の下端のジョイント棒取付部４０６に取り付けたジョイント棒４１０の突出する長さの順で、長くなっていくようにする。この状態で、最初は、一番長いジョイント棒４１０から順に１本づつ結合相手のジョイント棒取付部４０６の穴に嵌ることから、取り付け易くスムーズにスタートカバー４同士を結合することができる。
この状態で、図１０に示すように、太陽電池モジュール１の接合部１１ｇを縦材２の係合片２１に引掛けたうえで、載置辺４０３上に当該太陽電池モジュール１の接合部１１ｇを載置し、穴１１ｈを通してねじなどにより取り付ける。

縦材２及びスタートカバー４の取り付けが完了すると、軒側から順に太陽電池モジュール１を取り付けていく。
この場合、図１０に示すように、太陽電池モジュール１を縦材２上に仮置し、その状態で太陽電池モジュール１をわずかに上側にずらして、ことで、接合部１１ｇを縦材２の係合部２１に引っ掛ける。
そして、太陽電池モジュール１の基底部１１ｅを押さえ金具５０で押さえて、この押さえ金具５０をねじ止めすることで太陽電池モジュール１を取り付ける。

また、この際、穴１１Ｍからケーブル１４を引き出し、左右に隣り合う太陽電池モジュール１を直列に接続する。例えば、＋側のケーブル１４を左隣の太陽電池モジュール１に接続し、−側のケーブル１４を右隣の太陽電池モジュール１に接続していく。そして、最終端の太陽電池モジュール１のケーブル１４を、集電ケーブルを介して図１の接続箱６０へ接続することで、屋根全体の太陽電池パネルにより発電した電力を送電することができる。そして、これを屋根一面で取り付けることで太陽電池モジュール１の取り付けが完了する。

上述の実施形態では、太陽電池モジュール１を縦横に一列に配置する例について説明したが、これに限らず、一列ごとに１／２づつずらして千鳥状に配置することもできる。
また、太陽電池モジュール１を屋根でなくともどこにも取り付けることができる。

本発明にかかる太陽電池モジュールを屋根に取り付けた状態を示す全体図。 （ａ）本実施形態にかかる太陽電池モジュールの正面図。 （ｂ）本実施形態にかかる太陽電池モジュールの右側面図。 （ｃ）本実施形態にかかる太陽電池モジュールの上端平面図。 （ａ）本実施形態にかかる太陽電池モジュールのフレームの上端部の側面図。 （ｂ）本実施形態にかかる太陽電池モジュールのフレームの下端部の側面図。 本実施形態にかかる太陽電池モジュールの背面図。 本実施形態にかかる縦材の取り付け状態を表す平面図。 本実施形態にかかる縦材を固定金具に付ける際の工程を示した斜視図。 本実施形態にかかる縦材にスタートカバーを取り付ける工程を示した斜視図。 本実施形態にかかるスタートカバー同士を連結させるところを示した斜視図。 本実施形態にかかるスタートカバーに太陽電池モジュールを取り付ける状態を示す要部側面図。 本実施形態にかかるスタートカバーに太陽電池モジュールを取り付けた状態を示す斜視図。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
２ 縦材
３ 固定金具
４ スタートカバー
１１ フレーム
１１ａ 基板支持部
１１ｂ モジュール取付部
１１ｃ 柱部
１１ｄ 係合部
１１ｅ 基底部
１１ｆ 柱部
１１ｇ 接合部
１１ｊ 基板支持部
１１Ｈ 穴
１１ｈ 穴
１１Ｍ 穴 １２ 太陽電池基板
１３ 背面材
１４ ケーブル
１５ 端子箱
２１ 係合部
２２ 長孔
２３ ねじ穴
３０ 屋根
５０ 押さえ金具
６０ 接続箱
４０１ 取付板部
４０２ａ 係合辺
４０２ｂ 取付辺
４０３ 載置辺
４０４ 上面板部
４０５ 前面板部
４０６ ジョイント棒取付部
４１０ ジョイント棒
Ｂ ボルト

Claims (3)

1. 太陽電池モジュールを取り付けるために、取付面上に施設した縦材の下端部を覆うためのカバーであって、
   下端部に開口する四角柱状に形成され、上記太陽電池モジュールの下端部が取り付けられる取付板部と、上記太陽電池モジュール前面を覆う前面板部と、前記取付板部と前面板部の上端部を繋ぐ上面板部とを有し、
   上記取付板部と上面板部との間の折り曲げ部及び、前面板部と上面板部との間の折り曲げ部と、上記前面板部の下端部のうちの少なくともいずれかの箇所に、他のカバーを連結する際のジョイント棒を取り付けるためのジョイント取付部が形成されており、
   上記ジョイント棒は、ジョイント取付部に取り付けられた際に、上記ジョイント取付部から突出した長さが異なっている、
   ことを特徴とする太陽電池モジュールの取付カバー。
2. 上記縦材の下端部には切り起し部が形成されており、
   上記取付板部の下端部には、上記縦材の切り起し部に係合する係合辺が形成されている、
   請求項１記載の太陽電池モジュールの取付カバー。
3. 上記取付板部の上端部には、太陽電池モジュールの下端部の取付部を載置して固定するための載置辺が形成されており、
   上記上面板部の上面は、上記太陽電池モジュールの取付部よりも高く、かつ、上記載置辺に取り付けられた太陽電池モジュールの上面よりも低くなっている、
   請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの取付カバー。