JP4369226B2 - 均圧化光起電アセンブリと方法 - Google Patents

Description

発明の背景
建築物のルーフ又はその他の支持面に取付けられた光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイを介して移動する空気によって、ＰＶアセンブリに作用する風揚力が発生する。風揚力を最小化するために、ＰＶアセンブリのアレイの設計と評価において多大な努力が行われている。

米国特許第５，３１６，５９２号、同５，５０５，７８８号、同５，７４６，８３９号、同６，０６１，９７８号、および同６，１４８，５７０号を参照。風揚力を低減することによっていくつかの利点が提供される。

第１に、それによって、アレイの単位面積当たりの必要重量が減少する。これにより、アレイの重量を支えるための支持面を強化する必要性が減少又は除去され、従って、改造設置が容易になるとともに、改造構造と新構造との両方のコストが減少する。第２に、それによって、ルーフ膜（又はその他の支持面）貫通ファスナの使用の必要性が減少又は除去され、これは膜の一体性を維持することに役立つ。第３に、その重量の減少により、アセンブリの輸送と設置コストが減少する。第４に、風揚力を相殺するためにバラストウエイトに依存するアセンブリよりも、軽量なＰＶアセンブリは設置が容易である。第５に、適切な設計されるならば、前記アセンブリは、前記ルーフ膜又は支持面上の保護層として機能して、極度の温度や紫外線放射からシールドすることができる。

本発明の種々の態様は、（１）風揚力は、動的にかつランダムに、空間的に分布し、その為、ＰＶアセンブリアレイのある特定のＰＶアセンブリに作用する風揚力は、その大きさが急激に変化すること、そして（２）ＰＶアセンブリアレイ内の種々のＰＶアセンブリを相互係合することによって、１つのＰＶアセンブリに作用する風揚力が、他のアセンブリ、典型的には、隣接するＰＶアセンブリへと伝達されるという発見と認識に基づくものである。

本発明の第１の態様は、支持面に取付け可能な均圧化光起電（ＰＶ）アセンブリアレイに関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有する。前記ベースには通風孔が貫通形成されている。前記ＰＶモジュールの外面から、該ＰＶモジュールの周部エッジを通過して、前記通風孔の少なくとも１つを通って、前記ベースの下面へ、均圧化路が延出している。これによって、前記ＰＶモジュールの外面と前記ベースの下面との間に、ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのに役立つ均圧状態が提供される。前記通風孔は、前記周部エッジに対してほぼ整列または位置一致させることができる。前記周部エッジから前記通風孔の少なくとも１つへと延出する前記通路の少なくとも一部分は、妨げられない通路部分とすることができる。前記通風孔の少なくとも１つは、前記ベースの外縁部と前記支持アセンブリとの間に位置させることができる。前記ベースは、典型的には金属カバーの形態で電気伝導体と、更に、電気伝導体間の電気接地コネクタとを備えることができる。前記複数のＰＶアセンブリは、たとえば、隣接するＰＶアセンブリの前記ベースを相互係合させる等によって、互いに係合させることができる。前記ベースは、主部と、カバーとを備えることができ、隣接するＰＶアセンブリの前記ベース同士は、隣接ベースの前記カバー同士を固定することによって相互係合することができる。前記ＰＶモジュールは、傾斜したＰＶモジュールとすることができ、前記支持アセンブリは、前記ＰＶモジュールを輸送および傾斜使用角度に固定するマルチ位置支持アセンブリとすることができる。前記アレイは、更に、デフレクタと、該デフレクタを輸送及び傾斜使用角度で前記ベースに対して固定するマルチ位置デフレクタ支持体とを備えることができる。前記通風孔の少なくとも１つは、前記傾斜状態のＰＶモジュールとデフレクタとの互いに対向する部分間に形成される空隙とほぼ垂直方向に位置合わせされることができ、導管によってこの空隙と前記筋少なくとも１つの通風孔とを流体接続することができる。前記アレイは、周囲アセンブリによって包囲することができ、この周囲アセンブリは、複数の周囲部材を含むことができる。これら周囲部材は、通常、互いに、かつ、隣接するＰＶアセンブリに対して固定される。前記アレイの上方、下方又は、それを通って延出する、或いは、これらの組み合わせで、前記アレイの下方を通過延出するクロスストラッピングを使用して、１つの周囲部材を、隣接しない周囲部材に対して固定することができる。

本発明の第２の態様は、支持面と、該支持面に取付けられた複数の均圧化光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイとを有するＰＶシステムに関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有する。前記ベースには通風孔が貫通形成されている。前記ＰＶモジュールの外面から、該ＰＶモジュールの周部エッジを通過して、前記通風孔の少なくとも１つを通って、前記ベースの下面へ、均圧化路が延出している。これによって、前記ＰＶモジュールの外面と前記ベースの下面との間に、ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのに役立つ均圧状態が提供される。互いに隣接するＰＶアセンブリの周部エッジ同士は、約ｄの平均距離で互いに分離されている。前記支持面は、交互する凸部と凹部を備える表面を有することができる。前記ＰＶアセンブリのアレイの下方の前記凹部内には、充填部材を使用することができる。

本発明の第３の態様は、支持面上に使用される、ＰＶアセンブリに関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定するモジュール支持アセンブリとを有する。前記ＰＶモジュールは、前記モジュール支持体によって前記ベースに対して第１角度で配向され、デフレクタは、デフレクタ支持体によって前記ベースに対して第２角度で配向される。ＰＶモジュールとデフレクタとの位置は、両者の間の間隙を規定する。前記ベースには通風孔が貫通形成されている。前記ＰＶモジュールの外面から、前記空隙を通過して、前記通風孔の少なくとも１つを通って、前記ベースの下面へ、均圧化路が延出している。これによって、前記ＰＶモジュールの外面と前記ベースの下面との間に、ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのに役立つ均圧状態が提供される。前記モジュール支持体と前記デフレクタ支持体とは、前記モジュールと前記デフレクタとを、前記ベースに対して輸送および傾斜使用角度で支持するマルチ位置モジュールおよびデフレクタ支持体とすることができる。少なくとも１つの導管によって、前記空隙と少なくとも１つの通風孔との間を流体接続することができる。前記空隙と通風孔との間の前記均圧通路の部分は、直接の、妨げられない通路であり、該通路部分は、又、前記モジュール支持アセンブリによって少なくとも部分的に形成されることが可能な狭窄漏出通路部分とすることも可能である。

本発明の第４の態様は、交互の凸部と凹部とを備える支持面と、該支持面に取付けられた複数の均圧光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイとを有するＰＶシステムに関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有する。前記ベースには、前記ＰＶモジュールの中心と前記支持アセンブリとの間に通風孔が貫通形成されている。前記ＰＶモジュールの外面から、該ＰＶモジュールの周部エッジを通過して、前記通風孔を通って、前記ベースの下面へ、均圧化路が延出している。これによって、前記ＰＶモジュールの外面と前記ベースの下面との間に、ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのに役立つ均圧状態が提供される。前記ＰＶアセンブリのアレイの下方の前記凹部内には、充填部材を使用することができる。前記ベースを貫通して、前記周部エッジとほぼ一致する位置に、第２の通風孔を形成することができる。前記ベースの下面と前記支持面との間で前記凹部内に断熱材を設けることができる。周囲アセンブリを使用して、前記ＰＶモジュールのアレイを包囲することができる。

本発明の第５の態様は、支持面に対して取り付け可能な複数の均圧化光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイに作用する風揚力を低減する方法に関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有する。前記方法は、前記ベースを貫通する通風孔を形成し、前記ＰＶモジュールの外面から、前記周部エッジを通過して、少なくとも１つの通風孔を通り、前記ベースの下面へと延出する均圧化路を形成する工程を有する。前記通風孔のうちの少なくとも一部は、前記周部エッジとほぼ一致して位置合わせすることができる。前記均圧化路は、この通路の前記周部エッジから通風孔へ延出する通路部分が、妨げられない通路部分として形成されるにように形成することができる。前記ＰＶモジュールは、前記ベースに対してある角度で配向され、デフレクタを前記ベースに対してある角度で設置し、これらモジュールおよびデフレクタが、それらの間に空隙を形成する部分を有するようにすることができる。少なくとも１つの中空導管を使用して、前記空隙と通風孔との間を流体接続することができる。

本発明の第６の態様は、交互に凸部と凹部を備える支持面に対して取り付け可能な複数の均圧化光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイに作用する風揚力を低減する方法に関する。各ＰＶアセンブリは、ベースと、ＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有する。前記方法は、前記ベースを貫通する通風孔を形成し、前記ＰＶモジュールの外面から、前記周部エッジを通過して、少なくとも１つの通風孔を通り、前記ベースの下面へと延出する均圧化路を形成する工程を有する。前記方法は、更に、前記ＰＶアセンブリのアレイの下方で前記凹部を、たとえば断熱材などによって実質的に充填する工程を有することができる。前記通風孔のうちの少なくとも一部は、複数のＰＶモジュールのそれぞれに対して、ＰＶモジュールの中心と前記支持アセンブリとの間の位置に配置することができる。

前記ＰＶアセンブリのベースに前記通風孔を設けることによって、風揚力を減少又は除去する均圧状態が提供される。前記アレイを建築物のルーフ上に適切に位置決めすることも、風揚力を減少させることに役立つ。風揚力を低減することによっていくつかの利点が提供される。第１に、それによって、アレイの単位面積当たりの必要重量が減少する。これにより、アレイの重量を支えるための支持面を強化する必要性が減少又は除去され、従って、改造設置が容易になるとともに、改造構造と新構造との両方のコストが減少する。第２に、それによって、ルーフ膜（又はその他の支持面）貫通ファスナの使用の必要性が減少又は除去され、これは膜の一体性を維持することに役立つ。第３に、その重量の減少により、アセンブリの輸送と設置コストが減少する。第４に、風揚力を相殺するためにバラストウエイトに依存するアセンブリよりも、軽量なＰＶアセンブリは設置が容易である。又、ベースを有するＰＶアセンブリを使用することによって、ＰＶアセンブリが、支持面を、太陽、風、雨等の影響から保護することに役立つことが可能となり、又、前記ベースが断熱材を含む場合は、支持面の断熱性が増大する。更に、ＰＶアセンブリを相互係合し、このＰＶアセンブリの相互係合状態を維持することは、１つのＰＶアセンブリに作用する揚力が隣接するＰＶアセンブリへと伝達されて、それによって風揚力を相殺するのに役立つことを確実にすることにも役立つ。

本発明のその他の特徴および利点は、その好適実施例が貼付の図面を参照して詳細に説明されている下記の記述から明らかになるであろう。

具体的実施例の説明
図１は、支持面１６に取付けられた複数のＰＶアセンブリ１４のアレイ１２を有するＰＶシステム１０を示し、前記支持面は、建築物１８の水平ルーフである。アレイ１２は、周囲アセンブリ２０によって取り囲まれている。図２に図示されているように、建築物１８は高さＨを有し、欄干２２は欄干高さＰを有する。ＰＶアセンブリ１４は、図３に図示されているように、それらの当接エッジに沿って互いに接続されている。この相互接続は、前記アレイに対して作用する風揚力のために重要である。前記アレイ１２中の任意の特定のＰＶアセンブリ１４に作用する風揚力の大きさは、急速に時間変化し、その結果、１つのＰＶアセンブリに対する風揚力は、隣接のＰＶアセンブリに対する風揚力に対して、遥かに大きい、又は遥かに小さいものとなる可能性がある。従って、１つのＰＶアセンブリを持ち上げようとする大きな揚力は、この１つのＰＶアセンブリを持ち上げることが、隣接するＰＶアセンブリの重量によって抵抗を受ける傾向があるために相殺される。

風洞実験によって、ＰＶモジュール２４のアレイ１２が、建築物１８のルーフ１６上の所望の位置にあるか否かを決定することが可能であることが判っている。風洞実験は、対象となる実際のＰＶモジュールを使用して行われる。集められたデータは、種々のルーフ位置、典型的には、１つのエッジの近く（エッジ位置）、２つのエッジの近く（コーナー位置）、エッジの近く以外（中間ルーフ位置）での使用に適したチャート形態で提供することができる。たとえば、欄干の高さが４０ｃｍで建築物の高さが３０ｍとすると、中間ルーフ位置での最大３秒間の突風速度は、１２０〜１４０ｍｐｈ（風の方向による）の範囲であり、コーナー又はエッジ位置の場合は、最大３秒間の突風速度は、約１００から１１０ｍｐｈ（風の方向による）の範囲となるであろう。

図３および図４に図示されているように、各ＰＶアセンブリ１４は、支持アセンブリ２８によってベース２６の上方に支持されたＰＶモジュール２４を有する。支持アセンブリ２８は、ＰＶモジュール２４とベース２６とに接着又はその他の方法で固定された離間した支持部材２９を有する。ベース２６は、ダウケミカル社のポリスチレンや、ＧＥプラスチック社のＮｏｒｙｌ ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）等の断熱発泡材から形成することができる本体３０と、ベースカバー３２とを有する。ベースカバー３２は、ベース２６の強度を増加させること、本体３０を、太陽光に対する露出による劣化から保護すること、更に、隣接するベース同士を互いに固定して、それらが分離しないようにし、それによって一体化の利点を失わないようにすること等の複数の作用を提供することができる。ベースカバー３２は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂コーティング金属からなる導電性金属シートカバーとすることができる。ＰＶＤＦ樹脂は、ＫＹＮＡＲ（登録商標）フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂として、ペンシルバニア州、フィラデルフィアのＡＴＯＦＩＮＡケミカル社から入手可能である。或いは、ベースカバー３２は、たとえば、亜鉛メッキ鋼、スチール、亜鉛・アルミニウム合金又はアルミニウムから形成することも可能である。カバー３２は、たとえば、ＰＶＤＦ樹脂、Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．のＮｏｒｙｌ ＰＰＯ，ＡＳＡ ６０６アクリルペイント、又は、ＩＣＳ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのセラミック充填樹脂コーティング、又はＭａｓｔｅｒ Ｂｏｎｄ Ｉｎｃ．のＥＰ２１ＬＶエポキシの電気絶縁性表面コーティングを備えたものとすることができる。或いは、カバー３２は、Ｎｏｒｙｌ ＰＰＯ，ＡＳＡ ６０６アクリルペイント、セラミック充填樹脂、又はその他の非導電性材料等の電気絶縁性コーティングとすることができる。隣接するＰＶアセンブリ１４同士の相互係合は、各ベース２６の本体３０に形成されたさねはぎ相互係合部材３４，３６を使用して、又は、或いは、それに加えて、ファスナ３８を使用してカバー３２同士を互いに物理的に固定することによって、行われる。図３において破線で図示されている単数又は複数の放射バリア４０，４２，４４を、ＰＶモジュール２４とベース２６間又はそれらに対して使用することも可能である。放射バリア、典型的には、低放射率（低−ｅ）膜の使用、は、米国特許第６，０６１，９７８号により詳細に記載されている。ＰＶモジュールに関連して断熱材を使用することは、次の米国特許第５，３１６，５９２号、同５，５０５，７８８号、同５，７４６，８３９号、および同６，１４８，５７０号に記載されている。

ベース２６には、ＰＶモジュール２４の外面５０から、該ＰＶモジュールの周部エッジ５２を通過して、通風孔４６を通り、ベース２６の下面５４へと延出する均圧化路４８を提供するべく多数の通風孔４６が形成されている。図３および４においては、ベース２６の下面５４と支持面１６との間に空隙４６が誇張された状態で図示されている。これにより、風がアレイ１２上を移動して単数又は複数のＰＶアセンブリ１４上に単数又は複数の低圧領域を形成するとき、ＰＶモジュール２４の外面５０とベース２６の下面５４との間の差圧を、通路４８に沿った空気の通過によって少なくとも部分的に均等化することができる。前記通風孔４６は、周部エッジ５２にほぼ一致した周部通風孔５８（図６を参照）と、内部通風孔６０とを含む。周部通風孔５８は、支持アセンブリ２８と、ベース２６の外側エッジ６６との間に位置する。周部通風孔５８を通過する均圧化路４８は、周部エッジ５２から通風孔まで妨げられない。内部通風孔６０を通って延出する均圧化路は、種々の支持部材６２，６４の位置と、ＰＶモジュール２４の中心６１と、支持部材６２，６４（図６を参照）との間の通風孔６０の位置により、周部エッジ５２から通風孔６０まで部分的に妨げられた通路部分を有する。

ＰＶモジュール２４の内面６３は、約ｈの平均距離、ベース２６の上面６５から離間している。周部エッジ５２は、約ｄの平均距離、互いに離間している。比率ｄ／ｈは、好ましくは約０．１〜６、より好ましくは、約０．５〜３である。これらの距離ｈおよびｄは、通常、ｈの場合、約１．３ｃｍから１０ｃｍ、ｄの場合、約１．３ｃｍから７．６ｃｍ、の範囲であるが、それらをこれらの距離よりも大きなもの又は小さなものとすることも可能である。

通風孔のサイズおよび数と、ベース２６によって提供される断熱性との間にはトレードオフが存在する。ＰＶアセンブリ１４の周部通風孔５８が総断面積Ｖを有し、ＰＶモジュール２４が断面積Ｐを有すると仮定する。Ｐに対するＶの百分率は、（１）少なくとも約０．０２％、好ましくは、少なくとも約０．０７％、そして（２）約０．０２％から５０％、好ましくは、約０．０５％から５％、より好ましくは約０．０７％から２％である。このように通風孔を形成することは、ＰＶアセンブリ１４を支持面１６に取付ける必要性を回避しながら、約５〜２５ｋｇ／ｍ^２の重量を有するＰＶアセンブリ１４を使用する能力に役立つ。又、周部通風孔５８の総断面積がｗであるならば、Ｐに対するｗの百分率は、約０．１％から５０％、より好ましくは約０．４％から５％であることが望ましい。Ｐに対するｗの百分率の決定は、孔は、追加の製造工程を必要とし、しかも、発砲材の断熱性を劣化させる為、孔を最小限にしたいという要求と、風揚力に対する抵抗を改善するための孔を最大化したいという要求との間のバランスをとることが関連する。従って、Ｐに対するｗの百分率に関する最終決定によって、通常、十分な安全マージンで、揚力に耐えるために必要な最小の通風孔面積を決定することになる。

図５は、ＰＶアセンブリ６７の別実施例を図示し、ここでは、ＰＶモジュール２４は、支持アセンブリとして接着剤を使用してベース６８に直接取付けられている。但し、ファスナやクリップ、又は、種々の支持構造体の組み合わせ等のその他の支持構造体を支持アセンブリとして使用することも可能である。ベース６８は、ベース２６に類似しているが、カバー３２が無い。又、このベース６８だけが、ＰＶモジュール２４の周部エッジ５２とほぼ一致する周部通風孔５８を有する。

図８および９は、隣接するベース２６の互いに交差する外側エッジ６６に形成された通風孔７０を図示している。このような通風孔７０も、ＰＶモジュール２４の周部エッジ５２とほぼ一致しているものと見なされる。

図１０および１１は、接着剤７６によってＰＶモジュール２４に固定されたＺタイプの支持体７４を使用したＰＶアセンブリ７２を図示している。Ｚタイプ支持体７４は、好ましくは、ベースカバー３２の一体ワンピース延出部である。支持体７４は、ベースカバー３２に取付けることも可能である。低放射率（低−ｅ）膜７８は、カバー３２とＰＶモジュール２４との間に位置している。

図１２は、各ベースに取付けられたファスナブラケット８０を使用して隣接するベース６８を相互係合する別の方法を示し、前記ブラケットは、ナットとボルト又はリベットなどの双頭ファスナ８２によって互いに固定されている。図１３は、ベースカバー３２が、隣接するカバー間の電気接地接続部８４によって相互係合および電気接続されている別構成を図示している。リジッド、フレキシブル、および弾性部材を含む、多様な相互係合部材と電気接地接続部を使用することができる。

図１４は、ＰＶバネルスティフナ８８によってフレキシブルＰＶパネル８６を支持して、自己支持型、一般にリジッドなＰＶモジュール８９を形成する構成を図示している。

周囲アセンブリ２０（図１および３を参照）は、一連の周囲部材９０を有する。通常、各周囲部材９０は、ＰＶアセンブリ１４の片面と同じ長さである。周囲部材９０は、好ましくは、互いに固定され、これによって周囲アセンブリ２８はベルト状周囲アセンブリとして構成されている。周囲アセンブリ２０は、（１）ＰＶアセンブリ１４が、互いにシフト、又はその他の状態で側方に相対移動することを防止するのを補助することによって、アレイ１２の空間一体性を維持すること、および（２）アレイ１２の側方エッジから空気を偏向させることを含む複数の作用を奏する。この後者の作用は、周囲部材９０を傾斜した外面９２を備えた形状とし、周囲部材９０に、ＰＶモジュール２４の外面５０に対してほぼ同じか、それよりも高い高さにある上方エッジ９４を備えさせることによって補助される。周囲部材は、通常、リニアメートル当たり約３〜５２ｋｇ、より好ましくは、リニアメートル当たり約１８〜３０ｋｇの重量である。

図１５は、ベース部１０２に接続された外側リップ１００を備える周囲パン９８を有する別の周囲部材９６を図示している。ほぼＶ形状のカプラ１０４が、ベース部１０２から延出し、これは、ファスナ１０６によってベース２６に固定することができる。周囲部材９６は、更に、通常、コンクリート、石、又はその他の適切な重い材料からなるバラスト部材１０８を有する。図１６は、ファスナ１１２によってベース２６に固定することが可能な一体式周囲部材１１０を図示している。周囲部材１１０は、好ましくは、コンクリート、又はプラスチックなどの成形又は鋳物材である。図１７に図示されているように、周囲部材１１０は、ボール／ソケット式の係合部材１１４を使用して互いに固定することができる。

図１８〜２０は、周囲部材９６に類似しているが下記の相違点を有する、周囲部材１１６を使用した周囲アセンブリの別実施例を図示している。キャップ１１８を使用してバラスト部材１２０をカバーし、このキャップは、周囲部材１１６の傾斜外面１２２と上方エッジ１２４を形成している。カプラー１２６は、比較的簡単なＬ型の部材であり、パン１２８から延出している。隣接する周囲部材１１６のパン１２８は、図１８および１９に図示されているように、互いに重なり合って、周囲部材１１６間の構造的剛性を高めるのに役立っている。図１８および２０は、又、ＰＶアセンブリ１４のアレイ１３２の両側で周囲部材１１６の間でのクロスストラッピング１３０の使用も図示している。この実施例において、クロスストラッピング１３０は、ＰＶモジュール２４とベース２６との間を通過する。但し、それが、完全に、ＰＶアセンブリ１４の下方、ＰＶアセンブリの上方、又は上方、下方の組み合わせでＰＶアセンブリを通過するように構成することも可能である。クロスストラッピング１３０は、周囲アセンブリ１３４、従って、ＰＶアセンブリ１４のアレイ１３２の所望の形状を維持するのに役立つ。三角形等の、その他のクロスストラッピング構成も使用することが可能である。

図２１および２２は、ベース１４０と、傾斜ＰＶモジュール１４２と、傾斜デフレクタ１４４とを有する傾斜ＰＶアセンブリ１３８を図示し、前記ＰＶモジュールとデフレクタとは、一対のデュアル・パーパス支持体１５０によって、第１および第２角度１４６，１４８で前記ベースに対して取付けられている。角度１４６は、通常約５度から３０度であり、角度１４８は、通常、約２０度から７０度である。モジュール１４２とデフレクタ１４４との対向する上方エッジ１５２，１５４は、ベース１４０に形成された一組の通風孔１５８に重なる空隙１５６を形成している。この空隙１５６は、通常、約２〜８ｃｍの幅である。前記エッジ１５２，１５４は、通常、ベース１４０の上方でほぼ同じ距離にある。異なる位置においてベース１４０を貫通する追加の通風孔を使用することが望ましいかもしれないが、風洞実験によって、通風孔１５８を空隙１５６とほぼ一致する状態とし、空隙と通風孔との間に実質的に妨げられない流路を提供することが、傾斜ＰＶアセンブリ１３８に作用する風揚力を大幅に低減するのに有効であるようであることがわかった。

図２３は、図２１および２２に図示したアセンブリに対する別実施例を図示し、ここでは、傾斜ＰＶアセンブリ１６０は、空隙１５６と通風孔１５８とを流体接続するために中空導管１６２を使用している。流路を規制することによって中空導管１６２を使用することの利点は、空隙の上方の圧力のより多くの部分が、ベースの下方へと直接伝達されることにある。

図２４および２５は、傾斜ＰＶアセンブリ１６６の更に別の実施例を図示し、ここでは、支持アセンブリは、ＰＶモジュール支持アセンブリ１６８とデフレクタ支持アセンブリ１７０とに分割されている。デフレクタ１７２は、デフレクタ支持アセンブリ１７０の外面によって形成される。これら支持アセンブリ１６８，１７０は、折り曲げられたシートメタルから形成され、空隙１７６と、１つのスロット状通風孔１７８との間に規制流路１７４を形成する。ベース１８０は、デフレクタ１７２の傍に通路１８２を提供する幅広ベースである。アレイ内において、ＰＶアセンブリの全部を、通路１８２を提供するための幅広ベースを備えたものとして構成する必要はない。

図２６および２７は、図２４および２５の実施例に類似の傾斜ＰＶアセンブリ１８６を図示しているが、ここでは、マルチ位置ＰＶモジュール支持アセンブリ１８８とマルチ位置デフレクタ支持アセンブリ１９０とが使用される。支持アセンブリ１８８は、ＰＶモジュール１４２の一端部のヒンジ支持体１９２と、モジュール１４２の上方エッジ１５２近くに枢支された支柱１９４とを有する。アセンブリ１８８は、更に、支柱１９４の外側端部のクリップ１９６と、通風孔１７８の中空延出部２００の近傍に位置する相補的なクリップ１９８も備える（図２８を参照）。前記デフレクタ支持アセンブリ１９０は類似の支持構造を有する。アセンブリ１８６が図２７の傾斜使用状態にある時、両クリップ１９６，１９８が係合して、風負荷下で前記傾斜状態を維持する。図２８は、輸送状態のＰＶモジュール１４２とデフレクタ１４４を図示し、この状態において、ＰＶモジュール１４２とデフレクタ１４４とは、ベース１４０に対してほぼ平行で、前記両角度１４６，１４８は、ほぼ約０度又は約１８０度となる。図２８の輸送状態におけるモジュール１４２の支持を補助するために、ＰＶモジュール１４２とベース１４０との間に輸送ブロック２０２が配設されており、デフレクタ１４４とベース１４０の間にも類似の支持ブロックを使用することができる。前記使用状態および輸送状態のいずれか又は両方においてＰＶモジュール１４２とデフレクタ１４４を安定化し支持するためのその他の手段を使用することもできる。又、前記支柱１９４を、第１角度１４６を変化させるべき長さに調節可能に構成することもできるが、このためには、デフレクタ支持アセンブリ１９０を、第２角度１４８の調節を可能とするように調節可能にすることが必要となるかもしれない。

図２９および３０は、バラスト部材２０６を備えた、図１５の周囲部材９６に類似の、エンドキャップ周囲部材２０４の使用を図示している。その主要な相違点は、カプラ部材９６が大幅に拡大されて、ＰＶモジュール１４２とデフレクタ１４４との上方延出エッジ２１０および２１２によって作り出されるほぼ三角形の開口部を少なくとも実質的にカバーするサイズのエンドキャップカプラ２０８を形成していることにある。図３１は、図２９および３０の周囲部材に類似の周囲部材２１４を図示している。この周囲部材２１４は、図１９および２０に図示したものに類似の、傾斜エンドキャップ２１６と、ベース１４０との相互係合のためのさねはぎ相互係合領域２１８とを有する。周囲部材２０４，２１４によって、傾斜したＰＶアセンブリのためのエンドキャップが提供されるが、これらのエンドキャップは周囲部材とは別体に設けることも可能である。

図３２は、ＰＶアセンブリ２２２のアレイ２２０を図示する平面図である。ここに図示されているＰＶアセンブリは、カリフォルニア州、バークレーのＰｏｗｅｒ Ｌｉｇｈｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＰｏｗｅｒ Ｇｕａｒｄ（登録商標）として入手可能な従来型のアセンブリであり、図３のＰＶアセンブリに類似している。アレイ２２０は、交互する凸部２２６と凹部２２８と、凹部２２８内の断熱支持ブロック２３０とを備える波形ルーフ２２４によって支持されている。アレイ２２０は、図３４〜３８により詳細に図示されている、周囲アセンブリ２３２によって包囲されている。この周囲アセンブリ２３２は、取付け部材２３４のベース２３８を通過する従来式の波形ルーフファスナ２３６を使用してルーフ２２４の凸部２２６に取付けられている。取付け部材２３４は、その上端部に支持タブ２４２を備える直立部２４０と、ベース２３８と支持タブ２４２の間に側方延出固定クリップ２４４とを有する。前記クリップ２４４は、ＰＶアセンブリ２２２のベース２４８の上面２４６に係合して、ＰＶアセンブリ２２２、従って、アレイ２２０をルーフ２２４に固定することを補助する。ベース２４８は、拡張したポリスチレン本体２４９をカバーする固定材から成る上面２４６を備えた従来式の構造である。

Ｌ型風バッフル部材２５０が、取付け部材２３４のベース２３８に固定され、これは、周囲アセンブリ２３２の下方で凹部２２８の大部分を充填するように寸法および形状構成された一連の下方延出風バッフル２５２を備える。周囲アセンブリ２３２は、更に、支持タブ２４２とベース２３８との間に延出するカバー２５４を備える。このカバー２５４は、傾斜外面２５６を有する。周囲アセンブリ２３２は、ＰＶアセンブリ２２２のＰＶモジュール２６２の外面２６０とほぼ面一又はその上方にある上方エッジ２５８を有する。図３７〜３９は、取付け部材２６４を図示し、これらの取付け部材２６４は、凹部２２８に対して平行に延出するアレイ２２０の側方に沿って位置決め周囲アセンブリ２３２を収納するべく取付け部材２３４から改造されたものである。その主要な相違点は、取付け部材２６４のベース２６６は、遥かに長く、直立部２４０の両側へと延出していることにある。

図４０および４１は、スタンディングシーム（ｓｔａｎｄｉｎｇ ｓｅａｍ）すなわち凸部２７０と、パンすなわち凹部２７２とを備えるスタンディングシームルーフィングシステム２６８を図示している。凹部２７２は、ルーフィングシステム２６８のための断熱性を提供するとともに、ＰＶアセンブリ２２２のアレイと通路タイプの周囲アセンブリ２７６を支持するための断熱支持発砲材２７４から成るブロックによって効率的に充填されている。周囲アセンブリ２７６は、ベース２４８に類似して形成され、ＰＶアセンブリ２２２のアレイの回りの通路を提供する舗装材料２７８を有する。この包装材料２７８の外側周部エッジ２８２にはＬ型フラッシング（重ね継ぎ）２８０が係合し、これは、ドイツ、コブレンツのＨｏｕｇｏｖｅｎｓ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｂａｕｓｙｓｔｅｍｅ ＧｍｂＨからＫａｌ−Ｚｉｐブラケットとして入手可能なものなどの、ブラケット２８４によってスタンディングシーム部２７０に固定されている。舗装材料２７８のエッジ２８８に沿って、アセンブリ２２２に隣接する状態で傾斜カバー２８６が取付けられている。この傾斜カバー２８６は、ＰＶモジュール２６２の外面２６８と少なくとも同じ高さ、又はその上方に位置する上方エッジ２９０を有する。

図３３〜４１の実施例は、建築物表面の凹部内における断熱発砲ブロックの使用を示すものである。ポリエチレンベースのスプレー発砲断熱材等、その他のタイプの材料、好ましくは、断熱材を使用することも可能である。

ベース２６には、使用時において、ＰＶモジュール２４の外面５０から、周部エッジ５２を通過して、前記通風孔の少なくとも１つを通り、ベースの下面５４まで延出する単数又は複数の均圧化路４８を形成する通風孔が貫通形成されている。前記通風孔４６のうちの少なくとも一部は、周部エッジ５２とほぼ一致した状態に配置することができる。均圧化路４８は、周部エッジ５２から通風孔４６へと延出するこの通路部分が、妨げられない通路部分となるように形成することができる。たとえば、図４，９，２１および２４を参照。図２１〜３１に図示されているように、ＰＶモジュール１４２は、ベース１４０に対して角度１４６を有して配置することができ、デフレクタ１４４は、ベースに対して角度１４８を有して配置することができ、これらモジュールとデフレクタが、それらの間に空隙１５６を形成する上方エッジ１５２，１５４を備えたものとすることができる。少なくとも１つの中空導管１６２を使用して、空隙１５６と通風孔１５８とを流体接続することができる。前記ＰＶアセンブリのアレイは、支持面、通常は、水平ルーフに取付けられるが、傾斜した支持面を使用することも可能である。取付けは、通常、たとえ、ＰＶアセンブリの重量が平方メートル当たり約１０ｋｇから平方メートル当たり４０ｋｇ、好ましくは、平方メートル当たり約１５ｋｇから平方メートル当たり２５ｋｇの範囲であったとしてもＰＶアセンブリを前記支持面に取付けるためのファスナを必要とすることなく達成することが可能である。これは、上述したように、通風孔と、均圧化流路との使用、および、ＰＶアセンブリの相互係合体を維持し、かつアレイのエッジから風が偏向することを補助する周囲アセンブリの使用によって可能である。所望の場合、支持面貫通ファスナ又は接着剤、又はそれらの組み合わせを使用することも可能である。

ＰＶアセンブリのアレイが、交互に凸部と凹部とを備えた支持面に取付けられる場合には、取付け手順は幾分異なる。ＰＶアセンブリのアレイの周部の下方の凹部は、通常、風デフレクタによって満たされる。好ましくは、断熱のために、又、アレイの支持を補助するために、アレイの下方の凹部には、断熱材が配置される。但し、その断熱材の位置は、たとえば、すべてのエッジから最初のメートル（ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｍｅｔｅｒ）の位置などの、アレイの周部位置に限定することができる。前記通風孔の少なくとも一部は、ＰＶモジュールの中心と、複数のＰＶモジュールのそれぞれの支持アセンブリとの間の位置に配置することができる。

下記の請求項に定義される本発明から逸脱することなく開示した実施例に対して種々の改造、改変を行うことが可能である。

上述したすべての特許、出願および刊行物が参考として援用される。

図１は、建築物の水平ルーフに取付けられたＰＶアセンブリのアレイを示す簡略化平面図である。 図２は、図１の建築物の高さと、前記ルーフ面を包囲する欄干の高さとを示す簡略化側面図である。 図３は、図１の３−３線に沿った断面図であって、図示の目的のために、ベースの底面は支持面から離間して図示されている。 図４は、図３の２つのＰＶモジュール間の接続部を示す拡大図である。 図５は、図４に図示の構造の別実施例である。 図６は、図１のＰＶアセンブリのアレイの一部の平面図であり、前記ベースに貫通形成された通風孔の位置と、ＰＶモジュールをベースの上方で支持する支持アセンブリを図示している。 図７は、図６の７−７線に沿った簡略化断面図である。 図８は、通風孔が隣接するベース間の接続部に形成されている本発明の別実施例を図示する図６に類似の図である。 図９は、図８の９−９線に沿った拡大断面図である。 図１０は、図３のＰＶアセンブリの別実施例の側面図であり、Ｚタイプの支持アセンブリの使用を図示している。 図１１は、図１０のＰＶアセンブリの一部の拡大図であり、ベースとＰＶモジュールとの間の低−ｅ膜の使用を図示している。 図１２は、前記ベース間の相互係合が、１つのベースを隣接するベースに対して固定することによって達成される、図４の構造の別実施例を図示している。 図１３は、隣接するベースの導電性カバーが、隣接するＰＶアセンブリを互いに固定する作用も有する電気接地接続部を介して互いに電気的に固定されている更に別の実施例を図示している。 図１４は、ＰＶモジュールが、そのフレキシブルＰＶパネルの必要な支持を提供するＰＶパネル補強部材に取付けられたフレキシブルＰＶパネルを有するＰＶアセンブリの簡略化側面図である。 図１５は、バラスト部材が周囲パン内に収納された、図３の周囲アセンブリの別実施例を図示している。 図１６は、隣接するＰＶアセンブリに固定された一体周囲部材を使用する更に別の周囲アセンブリを図示している。 図１７は、ＰＶアセンブリのアレイを包囲してベルト状周囲アセンブリを形成する周囲部材の相互接続を図示する簡略化平面図である。 図１８は、離間した周囲部材を互いに固定するためのクロスストラッピングの使用を示す、ベルト状周囲アセンブリの更に別の実施例である。 図１９は、図１８の１９−１９線に沿った断面図であり、隣接する周囲パンの重なりを図示している。 図２０は、図１８の２０−２０線に沿った断面図であり、クロスストラッピングの１つの周囲部材に対する接続と、ＰＶモジュールとベースとの間のクロスストラッピングの通過とを図示している。 図２１は、ＰＶモジュールがベースに対してある角度で配置され、ＰＶアセンブリが、傾斜したデフレクタを有し、前記ＰＶモジュールと前記デフレクタとの上方エッジ間に空隙が形成されている、本発明の別実施例の簡略化側面図である。 図２２は、図２１のＰＶアセンブリの平面図であって、ベースに貫通形成された通風孔の位置を図示している。 図２３は、通風孔と空隙との間に通風孔導管が使用されている、図２１のＰＶアセンブリの別構成を図示している。 図２４は、ＰＶモジュールとデフレクタとのための支持アセンブリが、空隙と通風孔との間の狭窄流路を形成するのに役立つ、図２１のＰＶアセンブリの別実施例の平面図である。 図２５は、ＰＶモジュールとデフレクタとのための支持アセンブリが、空隙と通風孔との間の狭窄流路を形成するのに役立つ、図２２のＰＶアセンブリの別実施例の側面図である。 図２６は、支持アセンブリが、ＰＶモジュールとデフレクタとを図２７の傾斜使用状態と、図２８の輸送状態とで位置決めすることを可能にするマルチ位置支持アセンブリである、図２４と図２５とのアセンブリの別実施例の上面図である。 図２７は、支持アセンブリが、ＰＶモジュールとデフレクタとを図２７の傾斜使用状態と、図２８の輸送状態とで位置決めすることを可能にするマルチ位置支持アセンブリである、図２４と図２５とのアセンブリの別実施例の側面図である。 図２８は、支持アセンブリが、ＰＶモジュールとデフレクタとを図２７の傾斜使用状態と、図２８の輸送状態とで位置決めすることを可能にするマルチ位置支持アセンブリである、図２４と図２５とのアセンブリの別実施例の側面図であり、図２８は、更に、輸送と保管中にＰＶモジュールを支持するのに役立つ輸送ブロックの使用も図示している。 図２９は、図２１および図２２の傾斜ＰＶアセンブリと使用され、少なくともＰＶモジュールとデフレクタの上方延出エッジによって作り出される三角形開口部を実質的にカバーするようにパンから上方に延出するエンドキャップを有する、周囲部材の一部を図示している。 図３０は、前記パン内に収納されたバラスト部材を含む、図２９の構造の側面図である。 図３１は、図３０の周囲アセンブリの別実施例を図示している。 図３２は、交互に凸部と凹部とを備える支持面に取付けられたＰＶアセンブリのアレイを図示する簡略化平面図である。 図３３は、図３２の３３−３３線に沿った簡略化断面図であって、支持面とＰＶアセンブリのベースとの間の凹部内に、断熱性とすることも可能な、ブロックの使用を図示している。 図３４は、波形ルーフに取付けられたＰＶアセンブリと使用される周囲部材の詳細を示す側方立面図である。 図３５は、図３４の周囲部材の長さを例示し、波形ルーフの凹部内に延出する風バッフルを図示する等角図である。 図３６は、取付け部材を示すために囲いと風バッフルとを取り除いた状態の、図３５に類似の図である。 図３７は、周囲アセンブリが波部に対して平行に延出する場合の図３４のものに類似の構造を図示している。 図３８は、周囲アセンブリが波部に対して平行に延出する場合の、図３５のものに類似の構造を図示している。 図３９は、周囲アセンブリが波部に対して平行に延出する場合の、図３６のものに類似の構造を図示している。 図４０は、スタンディングシームルーフィングシステムに使用される周囲アセンブリの取付け部材を示し、ルーフの支持面とベースの底部との間の支持発泡材の使用を図示している。 図４１は、ＰＶアセンブリに近接する図４０の周囲アセンブリの断面図である。

Claims (12)

1. 支持面に取付け可能な均圧光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイであって、前記各ＰＶアセンブリは以下：
   上面と下面とを備えるベースと、
   内面と、外面と、周部エッジとを備えるＰＶモジュールと、
   前記ＰＶモジュールを、前記ベースの前記上面上の位置に固定する支持アセンブリと、
   前記ベースに貫通形成された複数の通風孔と、
   均圧化路とを有し、
   前記均圧化路は、前記ＰＶモジュールの前記外面から、前記ＰＶモジュールを通過して、少なくとも１つの前記通風孔を通って、前記ベースの前記下面へと延出し、これにより、前記ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのを補助するべく、前記ＰＶモジュールの前記外面と前記ベースの前記下面との間に均圧状態が提供される、アレイ。
2. 請求項１のアレイであって、前記ＰＶアセンブリのうちの互いに近接するアセンブリは、互いに係合して、前記ＰＶアセンブリの１つに作用する風揚力は、隣接するＰＶアセンブリへと伝達されて、前記風揚力を相殺することを補助する、アレイ。
3. 請求項１のアレイであって、前記ベースは、導電体と、更に、これら導電体間の電気接地コネクタとを有する、アレイ。
4. 請求項１のアレイであって、前記通風孔は、総断面積Ｖを有し、前記ＰＶモジュールは総表面積Ｐを有し、Ｐに対するＶの百分率は、少なくとも約０．０２％であり、これによって、前記ＰＶアセンブリを前記支持面に取付ける必要を回避しながら、約５〜２５ｋｇ／ｍ^２の重量を有するＰＶアセンブリを使用する能力を補助する、アレイ。
5. 請求項１のアレイであって、前記支持アセンブリは、マルチ位置支持アセンブリであり、前記ＰＶモジュールを前記ベースに対して、このベースに対して輸送角度と傾斜使用角度とで固定するための第１および第２部分を有し、前記輸送角度は、ほぼ０度であり、前記傾斜使用角度は、前記ＰＶモジュールが前記ベースから離間して延出する状態での第１鋭角であり、更に
   デフレクタと、
   マルチ位置デフレクタ支持体とを有し、
   前記マルチ位置デフレクタ支持体は、前記デフレクタを前記ベースに対して、このベースに対するデフレクタ輸送角度とデフレクタ傾斜使用角度とで固定し、前記デフレクタ輸送角度は、ほぼ０度であり、前記デフレクタ傾斜使用角度は、前記デフレクタが前記ベースから離間して延伸する状態での第２鋭角である、アレイ。
6. 請求項１のアレイであって、前記ＰＶモジュールは、前記ＰＶモジュールが前記ベースから離間して延伸する状態で、前記ベースに対して第１角度で配向され、
   更に、デフレクタ支持体によって、前記ベースに対して第２角度で配向されたデフレクタを有し、
   前記モジュールとデフレクタとは、それらの間に空隙を形成する互いに対向する部分を有し、
   少なくとも１つの前記通風孔は、前記空隙とほぼ垂直に一致し、
   前記対向するモジュール及びデフレクタ部分は、前記ベースから実質的に同じ距離であり、
   前記空隙は、約２〜８ｃｍの幅であり、
   前記ＰＶモジュールの前記外面は約Ｐに等しい面積を有し、前記空隙にほぼ垂直に一致する前記通風孔のそれぞれの総断面積は約ｗであり、Ｐに対するｗの百分率は、約０．１％〜５０％である、アレイ。
7. 請求項１のアレイであって、隣接するＰＶモジュールの前記周部エッジは、約ｄの平均距離、分離され、
   各ＰＶモジュールの前記内面は、前記ベースの前記上面から、約ｈの平均距離で分離され、そして、ｄ／ｈの比率は約０．１〜６である、アレイ。
8. ＰＶシステムであって、支持面を有し、
   複数の均圧光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイは前記支持面に取付けられ、前記各ＰＶアセンブリは以下：
   上面と下面とを備えるベースと、
   内面と、外面と、周部エッジとを備えるＰＶモジュールと、
   前記ＰＶモジュールを、前記ベースの前記上面上の位置に固定する支持アセンブリと、
   前記ベースに貫通形成された複数の通風孔と、
   均圧化路とを有し、
   前記均圧化路は、前記ＰＶモジュールの前記外面から、前記ＰＶモジュールを通過して、少なくとも１つの前記通風孔を通って、前記ベースの前記下面へと延出し、これにより、前記ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのを補助するべく、前記ＰＶモジュールの前記外面と前記ベースの前記下面との間に均圧状態が提供され、そして
   隣接するＰＶモジュールの前記周部エッジは、約ｄの平均距離で、互いに分離されている、システム。
9. 請求項８のシステムであって、前記ＰＶアセンブリは、前記支持面に取付けられてい
   ない、システム。
10. 支持面に取付け可能な複数の均圧光起電（ＰＶ）アセンブリのアレイ上に作用する風揚力を低減する方法であって、前記各ＰＶアセンブリが、上面と下面とを備えるベースと、内面と外面と周部エッジとを備えるＰＶモジュールと、このＰＶモジュールを、前記ベースの前記上面上の位置に固定する支持アセンブリとを有するものにおいて、前記方法は以下：
    前記ベースを貫通する複数の通風孔を形成する通風孔形成工程と、
    前記ＰＶモジュールの外面から、前記ＰＶモジュールを通過して、少なくとも１つの通風孔を通り、前記ベースの下面へと延出する均圧化路を形成し、これによって、前記ＰＶアセンブリに作用する風揚力を低減するのを補助するべく、前記ＰＶモジュールの前記外面と前記ベースの前記下面との間に均圧状態が提供される工程とを包含する、方法。
11. 請求項１０の方法であって、前記通風孔形成工程は、１つの前記ＰＶアセンブリの前記通風孔が総断面積Ｖを有し、前記ＰＶモジュールが総表面積Ｐを有し、Ｐに対するＶの百分率が、少なくとも約０．０２％であり、これによって、前記ＰＶアセンブリを前記支持面に取付ける必要を回避しながら、約５〜２５ｋｇ／ｍ^２の重量を有するＰＶアセンブリを使用する能力を補助するように行われる、方法。
12. 請求項１０の方法であって、更に、前記ＰＶモジュールが前記ベースから離間して、第１モジュール部から第２モジュール部へと延出するように前記ＰＶモジュールを前記ベースに対して第１角度で配向する工程と、
    第１及び第２デフレクタ部を有するデフレクタを、前記ベースに対して、前記デフレクタが、前記ベースから離間して、前記第１デフレクタ部から前記第２デフレクタ部へと延出するように取付ける工程と、
    前記第２モジュール及び前記第２デフレクタ部間に空隙を形成する空隙形成工程と、を有し、
    前記空隙形成工程は、前記通風孔のうちの少なくとも一部が前記空隙とほぼ垂直に一致するように行われ、
    前記通風孔形成工程及び前記空隙形成工程は、前記ＰＶモジュールの前記外面が約ｍに等しい総面積を有し、前記空隙にほぼ垂直に一致する前記通風孔の総断面積が約ｗであり、ｍに対するｗの百分率が、約０．１％〜５０％となるように行われる、方法。

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