JP5701276B2

JP5701276B2 - 屋根材型太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの取付構造

Info

Publication number: JP5701276B2
Application number: JP2012264406A
Authority: JP
Inventors: 宮本　慎介; 慎介宮本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: JP2014110336A

Description

本発明は、瓦と混ぜ葺きして取付する屋根材型太陽電池モジュール、配線機能部材及び太陽電池モジュールの取付構造に関する。

太陽電池モジュールは略平板状の形態で、屋根上に架台を介して取り付けられる構成が多く見られるが、瓦の代わりとして、瓦と混ぜ葺きして取り付けられる屋根材型太陽電池モジュールも見られる。

特許文献１には、瓦と混ぜ葺きして取り付けられる屋根材型太陽電池モジュールが開示されている。特許文献１に開示される屋根材型太陽電池モジュールは、２本のケーブルを有し、瓦桟木に取り付けられる。屋根材型太陽電池モジュールのケーブルは、屋根材型太陽電池モジュールと屋根との間の空間に設けられたケーブル収納路に入れられる。

国際公開第２０１０／０２９８８３号

特許文献１に開示される屋根材型太陽電池モジュールでは、ケーブルを有しているため、隣接する屋根材型太陽電池モジュールと結線する作業に手間がかかるとともに、結線を間違える可能性がある。また、ケーブルの収納も必要であり、非常に煩雑な作業となっていた。さらに、屋根材型太陽電池モジュールは瓦桟木への取付となっていたため、目印などがなく、取付位置の確認が必要になっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、隣接する屋根材型太陽電池モジュールとの結線作業や取付位置の確認が容易な屋根材型太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの取付構造を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直列に接続された複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの四辺にそれぞれ装着される四つのフレームとを備え、桟木に固定されることによって屋根上に設置される複数の屋根材型太陽電池モジュールと、桟木として用いられて、複数の屋根材型太陽電池モジュールが取り付けられる配線機能部材とを備えた太陽電池モジュール取付構造であって、複数の屋根材型太陽電池モジュールの各々は、四つのフレームの一つに、複数の太陽電池セルから電気出力を取り出すためのコネクタを有し、配線機能部材は、複数の屋根材型太陽電池モジュールの各々のコネクタが嵌合する複数のコネクタ嵌合部と、複数のコネクタ嵌合部同士を接続するケーブルとを有することを特徴とする。

本発明によれば、これまで煩雑になっていた、屋根材型太陽電池モジュールの結線作業が簡略になり、屋根材型太陽電池モジュールのケーブルを整線する作業が不要になる。また、配線機能を備えた桟木に取付用のねじ受け部があるため、取付位置の確認と作業が簡易になるという効果を奏する。

図１−１は、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュールの実施の形態の構成を示す図である。図１−２は、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュールの実施の形態の構成を示す図である。図１−３は、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュールの実施の形態の構成を示す下面図である。図２は、配線機能を備えた桟木の部分斜視図である。図３は、配線機能を備えた桟木の断面模式図である。図４−１は、配線機能を備えた桟木に対する屋根材型太陽電池モジュールの取付方法を示す斜視図である。図４−２は、配線機能を備えた桟木に屋根材型太陽電池モジュールを取り付けた状態を示す図である。図５−１は、配線機能を備えた桟木に対する屋根材型太陽電池モジュールの取付方法を示す断面模式図である。図５−２は、屋根材型太陽電池モジュールと配線機能を備えた桟木とを組み付けた状態を示す図である。

以下に、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュール及び配線機能を備えた桟木の構造と取付の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１−１及び図１−２は、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュールの実施の形態の構成を示す図であり、図１−１は屋根材型太陽電池モジュールの表面側を示し、図１−２は屋根材型太陽電池モジュールの裏面側を示している。図１−３は、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュールの実施の形態の構成を示す下面図である。図２は、配線機能を備えた桟木の部分斜視図であり、屋根材型太陽電池モジュール１枚分に相当する長さのみを示している。図３は、配線機能を備えた桟木の断面模式図である。

屋根材型太陽電池モジュール１０を瓦と混ぜ葺きする場合、屋根材型太陽電池モジュール１０は複数枚並べて設置される。以下の説明では、並べて設置される複数の屋根材型太陽電池モジュール１０のうちの一つについて例示的に説明する。

屋根材型太陽電池モジュール１０は、電気的に直列接続された複数の太陽電池セルが主にＥＶＡ（ethylene-vinyl acetate）などの封止材により、ガラスなどの受光面材と樹脂フィルムなどの裏面保護シートとで一体化されたラミネート構造体（太陽電池パネル）１１を、アルミフレーム１２が四辺を囲う構造となっている。

また、屋根材型太陽電池モジュール１０の四辺を囲うアルミフレーム１２，１２Ａのうち、配線機能を備えた桟木２０に取り付けるアルミフレーム１２Ａには、フランジ１５が形成されており、フランジ１５には電気的に直列接続された複数の太陽電池セルの電気出力を取り出すコネクタ１４と、配線機能を備えた桟木２０への取付用の開口孔１３とが設けられている。開口孔１３は、配線機能を備えた桟木２０のねじ受け部２２と同じピッチで設けられている。

配線機能を備えた桟木２０は、桟木として用いられて、屋根材型太陽電池モジュール１０が複数個取り付けられる配線機能部材である。配線機能を備えた桟木２０は、一般的な瓦桟木と略同一の外形形状をなし、屋根材型太陽電池モジュール１０のコネクタ１４を嵌合させるためのコネクタ嵌合部２１と、屋根材型太陽電池モジュール１０の固定用のねじ受け部２２と、屋根固定用開口孔２３とを有し、内部にはケーブル２４が配されている。ケーブル２４は、配線機能を備えた桟木２０の隣接するコネクタ嵌合部２１同士を配線機能を有する桟木２０の内部において接続するように配線されている。配線機能を備えた桟木２０の端部では、ケーブル２４は、コネクタ嵌合部２５に接続されている。コネクタ嵌合部２５は、別の配線機能を備えた桟木２０と接続用のコネクタが接続される。配線機能を備えた桟木２０は、耐候性を持たせるためには、樹脂（例えば、ポリカーボネート）や金属（例えば、アルミニウム）を材料として形成すればよい。なお、配線機能を備えた桟木２０の端部にコネクタ嵌合部２５を設けず、ケーブル２４を引き出せるようにしても良い。

次に、屋根材型太陽電池モジュール１０と、配線機能を備えた桟木２０との取付の形態について説明する。図４−１は、配線機能を備えた桟木に対する屋根材型太陽電池モジュールの取付方法を示す斜視図である。図４−２は、配線機能を備えた桟木に屋根材型太陽電池モジュールを取り付けた状態を示す図である。図５−１は、配線機能を備えた桟木に対する屋根材型太陽電池モジュールの取付方法を示す断面模式図である。図５−２は、屋根材型太陽電池モジュールと配線機能を備えた桟木とを組み付けた状態を示す図である。配線機能を備えた桟木２０は、屋根固定用開口孔２３を通して屋根に木ねじ２６をねじ止めすることにより屋根３０に固定される。なお、木ねじ２６の代わりに釘を用い、釘を屋根３０に打ち込んで配線機能を備えた桟木２０を屋根３０に固定しても良い。

その後、屋根材型太陽電池モジュール１０のアルミフレーム１２Ａの取付用の開口孔１３と、配線機能を備えた桟木２０の屋根材型太陽電池モジュール固定用のねじ受け部２２との位置を合わせて固定用ねじ２７で組み付ける。この際に、屋根材型太陽電池モジュール１０のコネクタ１４と、配線機能を備えた桟木２０のコネクタ嵌合部２１とが嵌合する。コネクタ１４とコネクタ嵌合部２１とが嵌合することにより、配線機能を備えた桟木２０の内部に配されているケーブル２４が屋根材型太陽電池モジュール１０と接続され、屋根材型太陽電池モジュール１０同士が結線された状態となる。

なお、取付用の開口孔１３及びねじ受け部２２を省略するとともに、コネクタ１４及びコネクタ嵌合部２１とに抜け止めのためのロック構造（返しなど）を設け、コネクタ１４とコネクタ嵌合部２１とが嵌合したら、工具などを用いないと外れないようにしても良い。このようにすれば、固定ねじ２７を締める作業が不要となるため、屋根材型太陽電池モジュール１０の設置が容易になる。

このように、本実施の形態によれば、屋根材型太陽電池モジュールは、モジュール間の接続用のケーブルを設ける必要がないため、モジュールの軽量化を実現でき、運搬も容易となる。また、屋根材型太陽電池モジュールを解体する際も、配線を外す作業が不要であるため、作業工数を減らすことができる。

以上のように、本発明にかかる屋根材型太陽電池モジュール及び配線機能を有する桟木は、太陽電池モジュール同士の接続用のケーブルが不要である点で有用である。

１０屋根材型太陽電池モジュール、１１ラミネート構造体、１２，１２Ａアルミフレーム、１３開口孔、１４コネクタ、１５フランジ、２０配線機能を備えた桟木、２１，２５コネクタ嵌合部、２２ねじ受け部、２３屋根固定用開口孔、２４ケーブル、２６木ねじ、２７固定用ねじ、３０屋根。

Claims

直列に接続された複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの四辺にそれぞれ装着される四つのフレームとを備え、桟木に固定されることによって屋根上に設置される複数の屋根材型太陽電池モジュールと、前記桟木として用いられて、複数の前記屋根材型太陽電池モジュールが取り付けられる配線機能部材とを備えた太陽電池モジュール取付構造であって、
複数の前記屋根材型太陽電池モジュールの各々は、前記四つのフレームの一つに、前記複数の太陽電池セルから電気出力を取り出すためのコネクタを有し、
前記配線機能部材は、複数の前記屋根材型太陽電池モジュールの各々の前記コネクタが嵌合する複数のコネクタ嵌合部と、前記複数のコネクタ嵌合部同士を接続するケーブルとを有し、
複数の前記屋根材型太陽電池モジュールの各々は、前記コネクタが形成された前記フレームに、固定用ねじを挿入するための開口孔が設けられ、
前記配線機能部材は、前記屋根への固定用の金具を通すための固定用開口孔と、前記固定用ねじがねじ止めされるねじ受け部とを備え、
前記コネクタ及び前記開口孔が形成されたフレームは、前記太陽電池パネルから遠ざかる方向に張り出すフランジ部を備え、前記コネクタ及び前記開口孔は前記フランジ部に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
複数の前記コネクタ嵌合部の各々と複数の前記屋根材型太陽電池モジュールの各々の前記コネクタとは、抜け止めのロック機構を有す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の取付構造。
直列に接続された複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの四辺にそれぞれ装着される四つのフレームとを備え、複数のコネクタ嵌合部と、前記複数のコネクタ嵌合部同士を接続するケーブルとを有する配線機能部材に固定されることによって屋根上に設置される複数の屋根材型太陽電池モジュールであって、
前記四つのフレームの一つに、前記複数の太陽電池セルから電気出力を取り出すためのコネクタを、複数の前記コネクタ嵌合部のいずれかに嵌合可能な形状で備え、
前記コネクタが形成されたフレームは、前記太陽電池パネルから遠ざかる方向に張り出すフランジ部を備え、前記コネクタは前記フランジ部に設けられていることを特徴とする屋根材型太陽電池モジュール。