JP4231160B2 - 太陽電池モジュール瓦 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池モジュールを搭載した太陽電池モジュール瓦に関する。
【0002】
【従来の技術】
建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池を搭載し、太陽エネルギーを電気に変換して利用する技術は、実開昭62−52610号公報、実開平1−148417号公報、実開平4−28524号公報、実開平5−3430号公報及び特開平11−1999号公報等で知られている。
【0003】
実開昭62−52610号公報は、瓦や外壁を対象とした外装材の上面に太陽電池に適合する形状の凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を装着したものである。
【0004】
実開平1−148417号公報は、平板瓦の下部表面に太陽電池を設け、この太陽電池のリード線を平板瓦の上縁両端裏面の空間部が形成される部分から導出したものである。
【0005】
実開平5−3430号公報は、瓦の表面に太陽電池を接着するとともに、太陽電池の表面に不透明なシートを剥離可能に密着し、瓦葺き作業時にシートによって太陽電池を保護するようにしたものである。
【0006】
特開平11−1999号公報は、太陽電池の裏面における太陽電池の側縁の内側に、シリコーン系防水パッキンをシリコーン系接着剤によって接着したものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の太陽電池搭載型瓦は、瓦本体に対して太陽電池を直接接着剤によって接着したり、瓦本体に凹陥部を設け、この凹陥部の底面に太陽電池を接着剤を介して接着し、さらに太陽電池と凹陥部の内周面との間の隙間にコーキング材を充填することにより固定している。
【0008】
しかし、太陽電池を瓦本体の凹陥部に接着するには、凹陥部に接着剤を塗布したのち、太陽電池の裏面を下側にして接着剤層に押し付けることにより接着しているが、接着剤が硬化するまでには数時間がかかり、硬化するまでに凹陥部の底面に設けられた端子ボックス収納凹部に接着剤が流れ込むことがあり、接着剤層を所望の厚みに確保できない。
【0009】
また、屋根のように、太陽光に晒されて高温度となったり、風雨に晒される環境下においては、接着剤が劣化し易く、亀裂が生じて太陽電池モジュールの裏側の凹陥部に雨水等が浸入し易いという問題があるが、凹陥部に雨水が浸入すると、端子ボックス収納凹部に雨水が浸入し、電気的短絡あるいは漏電等の虞もあるという問題がある。
【0010】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、瓦本体の凹陥部に太陽電池モジュールを接着剤によって固定する際に、接着剤層を所望の厚みに確保でき、また端子ボックス収納凹部への雨水の浸入を防止できる信頼性の高い太陽電池モジュール瓦を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、瓦本体の上面に凹陥部を設け、この凹陥部に下面に端子ボックスを備えた太陽電池モジュールを接着剤によって固定する太陽電池モジュール瓦において、前記瓦本体の凹陥部に前記端子ボックスを収納する端子ボックス収納凹部を設け、前記凹陥部に前記端子ボックス収納凹部を囲繞するように突提を設け、この突提の上面に両面粘着テープを粘着して前記太陽電池モジュールを前記瓦本体に固定したことを特徴とする。
【0013】
請求項1の構成によれば、凹陥部に設けた突提によって雨水が端子ボックス収納凹部に浸入するのを防止でき、また突提によって凹陥部の底面と太陽電池モジュールとの間の間隔を保ち、接着剤層の厚みを確保できる。さらに、突提の上面に両面粘着テープを粘着することにより、両面粘着テープが防水パッキンの役目を果たし、防水が確実となる。また、接着剤が硬化するまでの間、両面粘着テープによって太陽電池モジュールを瓦本体に仮固定できるため、太陽電池モジュールの位置ずれを防止でき、次の例えばコーキング工程等に搬送することも可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1〜図4は第1の実施形態を示し、図1は太陽電池モジュール瓦の斜視図、図2は瓦本体の平面図、図3は太陽電池モジュール用瓦の瓦葺き状態を示す縦断側面図、図4は太陽電池モジュール瓦の一部の縦断側面図である。
【0016】
図1及び図2に示すように、瓦本体1は、例えばセメント瓦,粘土瓦,金属瓦等によって矩形平板状に形成されている。瓦本体1の両側部には左右に隣り合う瓦本体1と雄雌関係で嵌合するオーバラップ部1a,1bが設けられ、下端部裏面には前垂れ部1cが、上端部表面には後立上り部1dが設けられている。そして、前垂れ部1cは下段側の瓦本体1の上面に重なり、後立上り部1dは上端側の瓦本体1の下面に重なるようになっている。
【0017】
瓦本体1の上面には略全面に亘って取付け部としての矩形状の凹陥部2が設けられている。この凹陥部2は後述する太陽電池モジュールの肉厚より僅かに深く形成されており、この凹陥部2の略中央部には矩形状の端子ボックス収納凹部3が設けられている。この端子ボックス収納凹部3の底部で、瓦本体1の上端部側に偏倚した位置にはケーブル導出孔3aが穿設されている。さらに、端子ボックス収納凹部3の裏面は瓦本体1の前垂れ部1cと略同一高さに形成されていて、瓦本体1を屋根に安定した状態に載置できるようになっている。
【0018】
前記凹陥部2の底面には端子ボックス収納凹部3を囲繞するように矩形状の突提4が一体に設けられている。この突提4は高さが1〜2mmで、断面が台形であり、上面は平坦面に形成されている。さらに、凹陥部2の下端側の隅部には瓦本体1を貫通する排水孔5が穿設されている。
【0019】
前述のように構成された瓦本体1の凹陥部2は、太陽電池モジュール6の寸法に適合した大きさに形成され、この凹陥部2には太陽電池モジュール6が収納されている。この太陽電池モジュール6は、例えば1枚のガラス基板に透明電極層、アモルファス半導体層、裏面電極層を形成したもので、裏面にはさらに封止材により絶縁、防水等のための封止を行った矩形状の薄板パネル構造のものが例示できる。また、半導体層としては、アモルファス半導体層が好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、単結晶、多結晶、微結晶またはSi系でも化合物系でもよい。
【0020】
図3に示すように、太陽電池モジュール6の裏面の略中央部には端子ボックス7が固定され、この端子ボックス7には出力取出しケーブル8が接続されている。そして、端子ボックス7は瓦本体1の端子ボックス収納凹部3に収納され、出力取出しケーブル8はケーブル導出孔3aから瓦本体1の裏面側に導出されている。
【0021】
太陽電池モジュール6を瓦本体1の凹陥部2に固定する手段としては、肉厚が0.5〜1.0mmの両面粘着テープ9と接着剤10を用いるが、接着剤10は、瓦本体1の凹陥部2における略全面(図2に示す斜線aの部分)に塗布して接着剤層10aを形成する。また、端子ボックス収納凹部3を囲繞するように設けられた突提4の上面に両面粘着テープ9を貼着する。
【0022】
そして、図4に示すように、両面粘着テープ9の被覆テープを剥離した後、太陽電池モジュール6の裏面を下側にして瓦本体1の凹陥部2の接着剤層10aに押し付けると、太陽電池モジュール6の裏面は斜線aの部分の接着剤層10aに接着されるとともに、両面粘着テープ9に粘着される。
【0023】
接着剤層10aが硬化するまでには数時間要するが、太陽電池モジュール6は両面粘着テープ9によって瓦本体1に仮固定されているため、太陽電池モジュール6を搭載した瓦本体1を移動しても太陽電池モジュール6が位置ずれすることはなく、コンベア等によって次の工程に搬送することも可能である。
【0024】
また、両面粘着テープ10は端子ボックス収納凹部3を囲繞する突提4の上面に貼着されているため、凹陥部2の底面と太陽電池モジュール6の下面との間隔によって接着剤層10aの肉厚を確保でき、太陽電池モジュール6を瓦本体1に確実に固定できる。しかも、凹陥部2に設けた突提4による止水効果と、肉厚が0.5〜1.0mmの両面粘着テープ9によるパッキンの働きによって、凹陥部2に浸入した雨水が端子ボックス収納凹部3に流れ込むのを防止できる。
【0025】
次に、前述のように構成された太陽電池モジュール瓦を用いて建物の屋根を施工する、いわゆる瓦葺きについて説明すると、図3に示すように、屋根11には棟側11aから軒側11bに向かって下り勾配に傾斜する野地板12が設けられており、この野地板12に直接または瓦下地材を介して太陽電池モジュール瓦を載置する。
【0026】
通常の瓦葺き作業と同様に太陽電池モジュール瓦を軒側11bから順次棟側11aに向かって野地板12に載置するが、左右に隣り合う瓦本体1相互は、瓦本体1のオーバラップ部1a,1bを雄雌関係で嵌合し、瓦本体1の上端部側に設けられた取付け孔13(図1及び図2参照)に釘を通して野地板12に固定する。また、下段側の瓦本体1の後立上り部1dの上部に上段側の瓦本体1の前垂れ部1cをオーバラップさせ、さらに、上段側の瓦本体1の排水孔5が下段側の瓦本体1の後立上り部1dより下方(軒側11b)に位置させる。そして、上段の瓦本体1も同様に取付け孔13に釘を通して野地板12に固定する。
【0027】
前述と同様に方法を繰り返すことにより、太陽電池モジュール瓦によって屋根11を構成することができ、この瓦葺き作業と平行して端子ボックス7から導出された出力取出しケーブル8相互を直列または並列に接続することにより、複数枚の太陽電池モジュール6を電気的に接続することができる。
【0028】
なお、第1の実施形態によれば、瓦本体1の凹陥部2における略全面に接着剤10を塗布して接着剤層10aを形成したが、瓦本体1の凹陥部2に部分的に接着剤10を塗布して接着剤層10aを形成してもよい。
【0029】
また、第1の実施形態においては、端子ボックス収納凹部3を囲繞するように突提4を設け、この突提4の上面に両面粘着テープ9を貼着したが、図5に示すように、凹陥部2の底面における両側部近傍にも突提14を設け、この突提14の上面に両面粘着テープ9を貼着することにより、太陽電池モジュール6を安定した状態に固定できるとともに、接着剤層10aの厚さも均一にすることができる。
【0030】
また,端子ボックスが凹陥部2の上方に偏倚して設置することができる。
【0031】
また,端子ボックスの収納凹部3の裏面は第1の実施形態において瓦本体1の前垂れ部1cと略同一高さに形成されているが,収納凹部3に端子ボックスが収納可能であればよく、端子ボックスの収納凹部3の裏面の高さは設置する屋根の勾配,収納凹部の位置により当該瓦が支障なく葺くことができるように適宜変更することが可能である。
【0032】
さらに、第1の実施形態においては、瓦本体1の凹陥部2に瓦本体1を貫通する排水孔5を設けたが、瓦本体1に排水孔5を設けることに限定されるものではなく、瓦本体1の下側縁部に凹陥部2と連通する排水溝を部分的あるいは全体的に切欠して設け、凹陥部2に浸入した雨水を排水するようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1によれば、凹陥部に設けた突提によって凹陥部に浸入した雨水が端子ボックス収納凹部に浸入するのを防止でき、電気的短絡及び漏電を防止できる。
【0034】
また、突提によって凹陥部の底面と太陽電池モジュールとの間の間隔を保ち、接着剤層の厚みを確保でき、太陽電池モジュールを確実に固定できる。さらに、突提の上面に両面粘着テープを粘着することにより、両面粘着テープが防水パッキンの役目を果たし、防水が確実となる。また、接着剤が硬化するまでの間、両面粘着テープによって太陽電池モジュールを瓦本体に仮固定できるため、太陽電池モジュールの位置ずれを防止でき、次の例えばコーキング工程等に搬送することも可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す太陽電池モジュール瓦の斜視図。
【図2】同実施形態の瓦本体の平面図。
【図3】同実施形態の太陽電池モジュール瓦の瓦葺き状態を示す縦断側面図。
【図4】同実施形態の太陽電池モジュール瓦の一部の縦断側面図。
【図5】この発明の他の実施形態を示す瓦本体の一部の縦断正面図。
【符号の説明】
1…瓦本体
2…凹陥部
3…端子ボックス収納凹部
6…太陽電池モジュール
7…端子ボックス
9…両面粘着テープ
10…接着剤
Claims (1)
- 瓦本体の上面に凹陥部を設け、この凹陥部に下面に端子ボックスを備えた太陽電池モジュールを接着剤によって固定する太陽電池モジュール瓦において、
前記瓦本体の凹陥部に前記端子ボックスを収納する端子ボックス収納凹部を設け、前記凹陥部に前記端子ボックス収納凹部を囲繞するように突提を設け、この突提の上面に両面粘着テープを粘着して前記太陽電池モジュールを前記瓦本体に仮固定したことを特徴とする太陽電池モジュール瓦。
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