JP5750030B2 - 太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池アレイの屋根葺設構造 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池アレイの屋根葺設構造に関する。
太陽電池モジュールの葺設のための現場での施工作業が煩雑化する傾向があることから、本発明者は、太陽電池モジュール葺設の屋根上での施工作業を可及的簡易且つ確実になし得るようにする目的で、下記特許文献１によって、太陽電池モジュール側に配置したモジュール一方のコネクターと、該太陽電池モジュールを葺設する屋根側に配置した屋根他方のコネクターを対として備え、これらコネクターの連結によって太陽電池モジュールの出力接続と太陽電池モジュールの屋根固定を同時に完結自在とした太陽電池モジュールを提案済みである。
この場合、太陽電池モジュール背面の端子箱の設置とそのケーブル接続の配線作業を省略して、太陽電池モジュール葺設の屋根上での施工作業を可及的簡易且つ確実に行うものとすることができる。
しかし、この場合でも、太陽電池モジュールの葺設には、例えば、所定位置にネジ等の固定金具によって事前に太陽電池モジュールを設置するラックレールを上下等間隔にそれぞれ載置固定した後、太陽電池モジュールを該ラックレールに対して更に葺設するものとされるところ、屋根の所定位置に多数のラックレールを設置するには、屋根面にその墨出しを行って、墨出しに沿ってこれを行う必要があり、このラックレールの設置に煩雑さが残ることになり、この点の改良が求められる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、更に現場作業を減少することによって、現場作業を極限的に簡易化しつつ確実に葺設し得るようにした太陽電池モジュールを提供するにあり、また、この太陽電池モジュールを用いた太陽電池アレイの葺設構造を提供するにある。
上記課題に沿って本発明は、太陽電池モジュールの上端に長手方向２乃至それ以上の複数のラックを配置して、このラックを屋根に載置固定して、該ラックを介して太陽電池モジュールを屋根に葺設するようにする一方、上記ラックの一部又は全部に端子ボックス（端子配置スペースといってもよい。）を一体又は一体的に配置し、この端子ボックスにコネクターを配置し且つ該コネクターを結ぶ接続ケーブルを太陽電池モジュールの上端に沿って配置するようにして、太陽電池モジュールにその葺設に必要な部品を可及的に一体化することによって、現場において上記ラックの屋根への載置固定によって太陽電池モジュールの葺設を可及的に完了し得るようにして、現場作業を極限的に簡易化し得るようにしたものであって、即ち、請求項１に記載の発明を、上端長手方向に複数のラックを配置し、該ラックを屋根に載置固定することによって該ラックを介して屋根面に葺設自在とするとともに上記上端長手方向の一部又は全部のラックに端子ボックスを一体又は一体的に配置し、上記上端長手方向端部に配置された端子ボックスが隣接する太陽電池モジュールの端子ボックスと相互に重合可能に突出し、該端子ボックスに配置したコネクターの接続によって上記上端長手方向に沿って接続ケーブルを配置してなることを特徴とする太陽電池モジュールとしたものである。
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、ラックの屋根載置固定を、ネジ、釘等の固定金具で屋根面に直接に行うようにして、太陽電池モジュールの葺設を電動ドライバー、金槌等の一般的な工具によってなし得るものとするように、これを、上記ラックの屋根面への載置固定を、ネジ、釘等固定金具の屋根面への直付け金具固定によるものとしてな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としたものである。
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上下に隣接する上位の太陽電池モジュールの下辺を、下位の太陽電池モジュールを固定したラックに対して固定具を用いて支持し、該上位の太陽電池モジュールの吹上げのない確実な葺設を、上下方向に向けて順次になし得るようにし、上下位の太陽電池モジュールの良好な納まりと屋根面への確実な固定を行ったものとするように、これを、上記ラックの一部又は全部に、上位配置の太陽電池モジュールの下辺を受け入れる受溝により支持する固定具の固定具受を配置してな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としたものである。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、ラックの配置による太陽電池モジュールの重量増加を抑制するように可及的に軽量な材料とするとともに太陽電池モジュールを葺設するラックとしてその加工精度を可及的に確保し得るものとするように、これを、上記ラックを、合成樹脂製としてなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池モジュールとしたものである。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、屋根に載置固定することによって高温加熱される可能性のあるラックとして、例えばポリフェニレンオキシド系、芳香族ポリアミド系、フッ化エチレン系、ポリイミド系等の耐熱性樹脂を用いることによって、該ラックに耐熱性を確保することによって、高温加熱によるラックへの影響を可及的に抑制し、太陽電池モジュールの葺設を長期に亘って安定且つ確実に行い、合成樹脂製のラックを用いることによる葺設に伴うトラブルの発生を可及的に抑制したものとするように、これを、上記合成樹脂を、耐熱性合成樹脂としてなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールとしたものである。
請求項６に記載の発明は、同じく上記に加えて、変性ポリフェニレンエーテルとポリスチレン、ポリアミド、ポリオレフィン乃至ポリフェニレンスルフィド等の相溶性ポリマーアロイである変性ポリフェニレンエーテル樹脂を用いることによって、高度な耐熱性を確保し、ラックとして高温加熱による影響を可及的に解消するとともに可及的に小さい線膨張係数及び比重によって、屋根におけるラックの熱膨張収縮の影響を回避し且つ太陽電池モジュールの重量を可及的軽量化したものとするように、これを、上記耐熱性合成樹脂を、変性ポリフェニレンエーテル樹脂としてなることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールとしたものである。
請求項７に記載の発明は、同じく上記に加えて、端子ボックス付のラックを、ラック本体とラックカバーによって形成するようにして、端子ボックスの端子、端子間のリード線乃至端子とコネクター間のケーブル等の配置等を容易化し、太陽電池モジュールの組立の作業性を確保したものとするように、これを、上記端子ボックスを配置したラックを、端子ボックスを有するラック本体と、該ラック本体との間に太陽電池モジュールの上端を受入保持する保持溝を形成するラックカバーを備えてなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の太陽電池モジュールとしたものである。
請求項８に記載の発明は、上記いずれかのラック付きの太陽電池モジュールを用いるとともにスターターを用い、該スターターを基準に太陽電池モジュールを順次葺設して、可及的簡易な現場作業によって葺設を完了し得るとともに上下位の太陽電池モジュールの良好な納まりを確保した太陽電池アレイの葺設構造を提供するように、これを、請求項１乃至７のいずれかの太陽電池モジュールを用い、屋根軒側にスターターを配置して最下位の太陽電池モジュールの下辺を位置決め固定し、その上端長手方向に配置の複数のラックによって該太陽電池モジュールを屋根に配置し、該ラックにその上位の太陽電池モジュールを載置固定するとともにその上端長手方向に配置の複数のラックによって該上位の太陽電池モジュールを屋根に配置し、最上位の太陽電池モジュールを同じくラックによって屋根に配置し且つ左右方向に隣接する太陽電池モジュールの接続ケーブルを相互に接続してパワーコンディショナーに接続することによって屋根面に葺設配置してなることを特徴とする太陽電池アレイの屋根葺設構造としたものである。
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として、上記課題解決の手段としたものである。
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、太陽電池モジュールの上端に長手方向複数のラックを配置して、このラックを屋根に載置固定して、該ラックを介して太陽電池モジュールを屋根に葺設するようにする一方、上記ラックの一部又は全部に端子ボックスを一体又は一体的に配置し、この端子ボックスにコネクターを配置し且つ該コネクターを結ぶ接続ケーブルを太陽電池モジュールの上端に沿って配置するようにして、太陽電池モジュールにその葺設に必要な部品を可及的に一体化することによって、現場において上記ラックの屋根への載置固定によって太陽電池モジュールの葺設を可及的に完了し得るようにして、現場作業を極限的に簡易化し得るようにした太陽電池モジュールを提供することができる。
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、ラックの屋根載置固定を、ネジ、釘等の固定金具で屋根面に直接に行うようにして、太陽電池モジュールの葺設を電動ドライバー、金槌等の一般的な工具によってなし得るものとすることができる。
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上下に隣接する上位の太陽電池モジュールの下辺を、下位の太陽電池モジュールを固定したラックに対して固定具を用いて固定し、該上位の太陽電池モジュールの吹上げのない確実な葺設を、上下方向に向けて順次になし得るようにし、上下位の太陽電池モジュールの良好な納まりと屋根面への確実な固定を行ったものとすることができる。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、ラックの配置による太陽電池モジュールの重量増加を抑制するように可及的に軽量な材料とするとともに太陽電池モジュールを葺設するラックとしてその加工精度を可及的に確保したものとすることができる。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、屋根に載置固定することによって高温加熱される可能性のあるラックとして、耐熱性樹脂を用いることによって、該ラックに耐熱性を確保することによって、高温加熱によるラックへの影響を可及的に抑制し、太陽電池モジュールの葺設を長期に亘って安定且つ確実に行い、合成樹脂製のラックを用いることによる葺設に伴うトラブルの発生を可及的に抑制したものとすることができる。
請求項６に記載の発明は、同じく上記に加えて、変性ポリフェニレンエーテル樹脂を用いることによって、高度な耐熱性を確保し、ラックとして高温加熱による影響を可及的に解消するとともに可及的に小さい線膨張係数及び比重によって、屋根におけるラックの熱膨張収縮の影響を回避し且つ太陽電池モジュールの重量を可及的軽量化したものとすることができる。
請求項７に記載の発明は、同じく上記に加えて、端子ボックス付のラックを、ラック本体とラックカバーによって形成するようにして、端子ボックスの端子、端子間のリード線乃至端子とコネクター間のケーブル等の配置等を容易化し、太陽電池モジュールの組立の作業性を確保したものとすることができる。
請求項８に記載の発明は、上記ラック付きの太陽電池モジュールを用いるとともにスターターを用い、該スターターを基準に太陽電池モジュールを順次葺設して、可及的簡易な現場作業によって葺設を完了し得るとともに上下位の太陽電池モジュールの良好な納まりを確保した太陽電池アレイの葺設構造を提供することができる。
以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば、Ａは、屋根材、本例にあっては構造用合板上にガリバリューム鋼板を縦葺きすることによって形成した、例えば、切妻、寄棟等の屋根８の傾斜屋根面に千鳥状に葺設した太陽電池アレイ、１は、該太陽電池アレイＡを構成する太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール１は、上端長手方向に複数のラック２、３を配置し、該ラック２、３を屋根に載置固定することによって該ラック２、３を介して屋根面に葺設自在とするとともに上記上端長手方向の一部又は全部のラックに端子ボックス３４を一体又は一体的に配置し、該端子ボックス３４に配置したコネクター３５の接続によって上記上端長手方向に沿って接続ケーブル３６を配置したものとしてあり、このとき、本例のラック２、３は、その屋根８への載置固定を、ネジ、釘等固定金具、本例にあってはネジ４の屋根面への直付け金具固定によるものとしてある。
本例の太陽電池モジュール１は、常法に従って、例えば、フロントカバー、バックカバー間に太陽電池セル１１、インターコネクター、充填材を封入して形成したものとしてあり、このとき、太陽電池モジュール１、特に、その本体は、そのバックカバー及び／又はフロントカバーの面積を太陽電池セル１１の配置面積より拡大し、上端にこれに沿って幅広の上辺、例えば数ｃｍ、本例にあっては５ｃｍ程度の幅とした幅広リブ１２を配置し、側端及び下端には幅狭の側辺及び下辺、例えば１ｃｍ程度の幅とした幅狭リブ１３を配置してある。本例の太陽電池モジュール１にあって、その本体の上記幅広リブ１２にラック２、３を、上端長手方向、即ち、幅広長手方向の左右両端位置及び中間位置、本例にあっては中央位置の３ヶ所に配置して、その屋根面８への上記直付け金具固定を行うようにしてあり、このとき、上記ラック２、３の一部又は全部、本例にあっては全部、特に中央位置のラック２にその両側に２ヶ所、左右位置のラック３に各１ヶ所に、屋根面における上位配置の太陽電池モジュール１の下辺、即ち幅狭リブ１３を固定する固定具７の固定具受２２４、３２２を配置したものとしてある。
上端、即ち、幅広リブ１２による上辺に３ヶ所のうち、その上記左右位置、特にその端部位置の２ヶ所のラック３は、これらに上記端子ボックス３４を備えて、太陽電池モジュール１の屋根８への固定と発電電力の出力の複合機能を有するものとする一方、中間位置、本例にあっては中央位置１ヶ所のラック２は、上記端子ボックスを備えることなく該太陽電池モジュール１を固定する固定専用のものとしてある。
上記ラック２、３は、その端子ボックス３４の具備の如何に拘わらず、これを、硬質合成樹脂製として、その加工精度を確保するとともに可及的に軽量にして太陽電池モジュール１の重量増加を抑制したものとしてある。該硬質合成樹脂は、例えばＡＢＳ樹脂等の各種のものを使用し得るが、本例にあって該硬質合成樹脂は、これを、耐熱性合成樹脂としたものとし、屋根８に太陽電池モジュール１を載置固定してその葺設を行う部材として、屋根８が受ける高温加熱に対する耐熱性を付与して、太陽電池モジュール１の載置固定を長期に亘って安定確実になし得るものとしてある。
ラック２、３の耐熱性合成樹脂は、ポリフェニレンオキシド系、芳香族ポリアミド系、フッ化エチレン系、ポリイミド系等各種のものを適宜に選択使用すればよく、該耐熱性樹脂の射出成形又は押出成形の成形手段によって一体成形し又は一体成形した複数部材を、嵌合、溶着、金具等で一体化して、これを形成すればよい。
本例の耐熱性合成樹脂は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂としてあり、例えば、旭化成株式会社製のザイロン（商標）を用いて成形することによって、耐熱性１７０℃、比重１．０６〜１．１０、低線膨張係数５×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃にして耐酸、耐アルカリ性の性状を有して、屋根における高温加熱に対する耐熱性、太陽電池モジュールの軽量化に資するものとしてある。
本例のラック２、３は、それぞれラック本体２１、３１とラックカバー２２、３２を、例えば、射出成形によって一体成形して複数部材、本例にあってはそれぞれ２部材によって、矩形のブロック状をなすように形成してあり、後述のように、該２部材は、これを、太陽電池モジュール１の屋根８への葺設時にそれぞれ一体化するように用いるものとしてある。
本例にあってラック２、３は、例えば、幅１２ｃｍ、長さ２０ｃｍ乃至２５ｃｍ、高さ５ｃｍ程度にして、底面に屋根８に合せた勾配を付して、屋根８への載置時に該屋根面に対して同一勾配になるようにしてあり、このとき中間位置のラック２は、太陽電池モジュール１の上辺、即ち、幅広リブ１２の長手方向中間、本例にあっては中央位置で載置固定するようにラック本体２１の上面とラックカバー２２間に該上辺を受入保持する保持溝２３を備えたものとする一方、左右位置、本例にあっては左右端部位置２ヶ所のラック３は、上記のようにそれぞれ端子ボックス３４を配置したものとするとともに同じく太陽電池モジュール１の上辺、本例にあっては上記幅広リブ１２の長手方向端部で載置固定するようにラック本体３１の上面とラックカバー３２間に該上辺の保持溝３３を備えたものとし且つラックカバー３２上面から固定金具、本例にあってはネジ４を屋根面に対して螺入することによって、ラック本体３１とラックカバー３２、これらによる保持溝３３に上辺を挿入保持した太陽電池モジュール１を、上記屋根材をガリバリューム鋼板とした屋根８の屋根面に一体的に直付け金具固定して、これらラック２、３によって、太陽電池モジュール１の上辺、即ち、上記幅広リブの長手方向３点を所定間隔で支持して、その屋根８に対する葺設を行ったものとしてあり、また、ラック３に上記端子ボックス３４を一体又は一体的に配置したことによって、該端子ボックス３４に配置したコネクター３５相互の接続により、葺設した太陽電池モジュール１間の電気的接続を完結的に行えるようにしたものとしてある。
ラック２、即ち、上記中間位置のラックは、図９及び図１０に示すように、ラック本体２１を、上面に太陽電池モジュール１の上辺を載置してこれを下支え支持する受座２１１と該受座２１１から太陽電池モジュール１の厚さ分の段差を介して上段に位置するようにしたカバー載置面２１２を配置し、該カバー載置面２１２の幅方向中間位置、本例にあっては中央位置に横長矩形の受孔２１３を配置し、また、上記受座２１１の前方の幅方向全長にラック本体２１を貫通するケーブル貫通孔２１４を配置した上記矩形のブロック状のものとしてある。このとき、ラックカバー２２は、上記受孔２１３に嵌合する矩形の嵌合脚２２１を有して、その幅方向両側に、上記カバー載置面２１２を覆い且つ該カバー載置面２１２から受座２１１側に２乃至３ｃｍ程度突出するように前後を幅広とした被覆板２２２を配置した正面Ｔ字状のものとしてあり、その上記嵌合脚の上面に開口して屋根面にネジ４の螺入を案内する断面Ｖ字状の螺入ガイド２２３を、該嵌合脚２２１の内側空間内に一体に配置したものとしてあり、また、該ラックカバー２２は、その上記螺入ガイド２２３の幅方向両側に屋根傾斜方向に沿う前後方向に向けて、本例にあって幅方向一対とした、上位配置の太陽電池モジュール１の下辺、即ち、幅狭リブ１３を、後述の固定具７によって固定する固定具受２２４、本例にあっては該固定具７を受入れてこれを支持する受溝、例えば、対向する端部の片側に外れ止め突起を有する係止溝を配置したものとしてある。
ラック、即ち、左右位置の端子ボックス付きのラック３は、図１１及び図１２に左側位置のものを示すように、該左側用のラック３のラック本体３１は、これを、同じく、上面に太陽電池モジュール１の上辺を載置してこれを下支え支持する受座３１１と該受座３１１から太陽電池モジュール１の厚さ分の段差を介して上段に位置するようにしたカバー載置面３１２を配置し、該カバー載置面３１２の幅方向一方、即ち、左側に上面を開放して厚さをラック本体３１の、例えば略１／２として上端をカバー載置面３１２と面一とした略１／２高さの端子ボックス３４を、例えば、左側の上部に部分的に突出するように一体に配置するとともにカバー載置面３１２の幅方向中間位置に、屋根面へのネジ４の螺入を案内する断面Ｖ字状の螺入ガイド３１３を一体に配置したものとしてある。また、そのラックカバー３２は、該ラック本体３１のカバー載置面３１２と上記端子ボックス３４の上面を一連に被覆するとともに該カバー載置面３１２から受座３１１側に２乃至３ｃｍ程度突出するように前後を幅広とした上面の被覆面３２１とラック本体３１の背面及び底面を覆う被覆面を断面Ｕ字状に配置し、該上面の被覆面３２１の幅方向中間位置、本例にあっては中央位置に、本例にあって単一とした、同様に上記幅狭リブ１３の固定具７を固定する固定具受３２２、本例にあっては同様な受溝、本例において外れ止めを付した係止溝を配置し且つその片側、本例にあっては左側に、ラック本体３１の上記螺入ガイド３１３と対応する位置に、該螺入ガイド３１３にネジ４を挿入するネジ透孔３２３を配置したものとしてある。
一方、図１３及び図１４に右側位置のものを示すように、該右側用のラック３のラック本体３１は、これを、同様に、上面に太陽電池モジュール１の上辺を載置してこれを下支え支持する受座３１１と該受座３１１から太陽電池モジュール１の厚さ分の段差を介して上段に位置するようにしたカバー載置面３１２を配置し、該カバー載置面３１２の幅方向一方、即ち、右側に上面を開放して厚さをラック本体３１の、例えば略１／２として該カバー載置面３１２より、上端がその厚さ分下位に位置するように配置した略１／２高さの端子ボックス３４を、例えば、右側にカバー載置面３１２に対して低位の段部をなして部分的に突出するように一体に配置するとともに、同じくカバー載置面３１２の幅方向中間位置に、屋根面へのネジ４の螺入を案内する断面Ｖ字状の螺入ガイド３１３を一体に配置したものとしてある。また、そのラックカバー３２は、該ラック本体３１のカバー載置面３１２の上面を一連に被覆するとともに該カバー載置面３１２から受座３１１側に２乃至３ｃｍ程度突出するように前後を幅広とし且つ長さを、上記端子ボックス３４分を除くカバー載置面３１２に合せた上面の被覆面３２１及び背面の被覆面と底面の全体を覆う被覆面を断面Ｕ字状に配置し、該上面の被覆面３２１の幅方向中間位置、本例にあっては中央位置に、同じく単一とした、同様に上記幅狭リブ１３の固定具７を固定する固定具受３２２、本例にあっては同様な受溝、本例において外れ止めを付した係止溝を配置し且つその片側、本例にあっては左側に、ラック本体３１の上記螺入ガイド３１３と対応する位置に、該螺入ガイド３１３にネジ４を挿入するネジ透孔３２３を配置したものとしてある。
このように形成したラック本体２１、３１とラックカバー２２、３２による上記中央位置のラック２及び左右位置の各ラック３は、それぞれ太陽電池モジュール１の上辺、即ち、幅広リブ１２をラック本体２１、３１の受座２１１、３１１に載置し、該ラック本体２１、３１のカバー載置面２１２乃至これと背面及び底面をラックカバー２２で被嵌するようにこれを被覆して、その上面、即ち、ラックカバー２２、３２の螺入ガイド２２３又はラックカバー３２のネジ透孔３２３からのネジ４を屋根面に螺入して、該ラック本体２１、３１にラックカバー２２、３２をそれぞれ一体化するとともにラック本体２１、３１の受座２１１、３１１とラックカバー２２、３２との間に、その上記突出幅に応じて２〜３ｃｍの太陽電池モジュール１の幅広リブ１２を受入保持する保持溝２３、３３を形成し、該保持溝２３、３３により太陽電池モジュール１の上辺を、長手方向左右位置及び中央位置の３ヶ所で受入保持することによって、本例にあってラック本体２１、３１とラックカバー２２、３２によるラック２、３を形成し、該ラック２、３の上記ネジ４の金具固定による太陽電池モジュール１の屋根面への直付け固定を行って、その安定且つ確実な葺設を行うようにしてある。
このとき、上記左右位置のラック３は、その太陽電池モジュール１に対する配置位置を、左側位置のものにあってその端子ボックス３４を太陽電池モジュール１の左側端部より左側に突出するように、右側位置のものにあっては、同じくその端子ボックス３４を太陽電池モジュール１の右側端部より右側に突出するようにそれぞれ配置し、左右方向に隣接する太陽電池モジュール１の葺設に際して、右側位置のラック３において下位に位置する端子ボックス３４に、隣接する太陽電池モジュール１の左側位置のラック３における端子ボックス３４を上位として相互に上下に重合し、左側位置のラック３を上から押圧するようにして、左右位置の端子ボックス３４に、上下に２分割して配置した、コネクター３５を連結し且つこれに保持した端子３５１を接続して、ラック３の端子ボックス３４同士の電気的接続を行うようにしてある。
上記左側位置のラック３は、その端子ボックス３４に配置した端子３５１を、太陽電池モジュール１の出力端子に接続するとともに該端子ボックス３４からの接続ケーブル３６を、右側位置のラック３の端子ボックス３４に配置の端子３５１に接続して、太陽電池モジュール１の出力電力を該右側位置の端子ボックス３に送るようにしてあり、該接続ケーブル３６は、左側位置のラック３から上記中間位置のラック２を介して、そのケーブル貫通孔２１４を通過して、太陽電池モジュール１の上端長手方向に沿って、本例にあってはその上辺の幅広リブ１２長手方向の上位にこれを配置するようにしてある。
以上の中間位置及び左右位置３ヶ所のラック２、３を用いた太陽電池モジュール１の葺設は、屋根軒側にスターター５を配置して最下位の太陽電池モジュール１の下辺を位置決め固定し、その上端長手方向に配置の複数のラック２、３によって該太陽電池モジュール１を屋根に配置し、該ラック２、３にその上位の太陽電池モジュール１を載置固定するとともにその上端長手方向に配置の複数のラック２、３によって該上位の太陽電池モジュール１を屋根８に配置し、最上位の太陽電池モジュール１を同じくラック２、３によって屋根８に配置し且つ左右方向に隣接する太陽電池モジュール１の接続ケーブル３６を相互に接続してパワーコンディショナーに接続することによって屋根面に葺設配置したものとしてある。
即ち、太陽電池モジュール１の葺設は、軒側のスターター５を用いて太陽電池モジュール１を上記千鳥状に配置して行うところ、先行葺設した左右に隣接する太陽電池モジュール１は、上記のように隣接する左右の太陽電池モジュール１間でラック３の端子ボックス３４を相互に重合して、その上記コネクター３５の連結と端子３５１の接続を行った状態とする一方、後行葺設の上下方向に隣接する太陽電池モジュール１は、その下端位置、特に、下辺の位置が自ずと定まるから、同様にネジ４固定によって、その上辺のラック２、３に対する載置固定による屋根面への直付金具固定を行えばよく、これによって、先行葺設の太陽電池モジュール１が、後行葺設の太陽電池モジュール１の位置決め作用を発揮する結果、該太陽電池モジュール１の葺設について、その個別の位置出しの作業を行うことなく、太陽電池モジュール１を順次上位に配置固定する簡易な葺設作業によって、太陽電池アレイＡを形成することができる。
本例にあって、軒側、即ち、太陽電池アレイＡの最下位の太陽電池モジュール１を葺設するに用いて、該最下位の太陽電池モジュール１を位置決めするスターター５は、屋根面に載置固定する固定片５１と、該固定片５１の軒側端部から上記ラック２、３高さに合せて起立した起立片５２と、該起立片５２の上端に配置した、太陽電池モジュール１の下辺を受け入れる棟側開口の受溝５３を備え、本例にあっては更に上記固定片５１と受溝５３下端の各軒側に軸受状の受条５４を、また、起立片５２の軒側面上下中間位置にタッピングホール５５を配置した、例えば、アルミ又は硬質樹脂の押出成形材によるものとし、上記受溝５３に太陽電池モジュール１の下辺を直接又は緩衝材を介して間接に、本例にあっては、例えば断面Ｕ字状のグレージングチャンネル５６によるピース状の緩衝材を介して間接に受け入れて、最下位の太陽電池モジュール１の位置決めを行うようにしてある。このとき、該スターター５は、その軒側に、該スターター５を軒側で化粧被覆する軒先カバー６を備えてあり、該軒先カバー６は、上記受溝５３上面に引掛け状にこれを被覆する引掛け条６１と、該被覆状の軒側端部から下方に突出して、スターター５から屋根下方位置に向けて軒側正面を覆う正面被覆条６２を備え、本例にあって該正面被覆条６２の棟側面上下中間位置に断面Ｌ字をなすようにそれぞれ嵌合条６３を配置したものとしてある。これによって、スターター５の固定片５１および受溝５３下端の各軒側の受条５４に、該軒先カバー６の嵌合条６３を、例えば、長手方向端部からのスライドによって嵌合して、これらスターター５に軒先カバー６を一体化して、その軒側の化粧被覆を行うものとしてあり、このときその長手方向両端部には図示省略の側面カバーを配置し、上記スターター５のタッピングホール５５にネジ止めして、長手方向端部を閉塞するものとしてある。
一方、該スターター５によって位置決めして葺設した最下位の太陽電池モジュール１の上位に位置する太陽電池モジュール１は、該最下位の太陽電池モジュール１の上辺、本例にあっては上記幅広リブ１２を固定したラック２、３に載置固定し、同時に該上辺を該上位の太陽電池モジュール用のラック２、３によって同様に屋根面にネジ４で金具固定し、これを順次繰り返すことによって、所定段数の千鳥状配置の太陽電池アレイＡを構成するものとしてあり、このとき、本例における上位の太陽電池モジュール１の下辺、本例にあっては幅狭リブ１３の固定は、固定具７を用いて、該固定具７をラック２、３の各ラックカバー２２、３２に配置した固定具受２２４、３２２、即ち、上記対向する端部の片側に外れ止め突起を有する係止溝に受入れ支持するとともにその棟側開口の受溝７２に該太陽電池モジュール１の下辺を同様に受入れ支持して、該固定具７を介したラック２、３への固定を行うものとしてある。本例にあって、該固定具７は、屋根面に載置固定する固定片７１と、該固定片の軒側に該固定片７１とＴ字状をなすように長手方向両端部を突出して上記ラックの係止溝の軒側及び棟側端部に引掛け係止するように配置した太陽電池モジュール１の下辺を受け入れる棟側開口の受溝７２を備えた、上記スターター５と同様にアルミ又は硬質合成樹脂の押出成形材によるものとしてある。該固定具７は、その固定片７１を、係止溝の外れ止め突起に係止するように、上記３ヶ所のラック２、３の各係止溝に嵌入係止し、その軒側の受溝７２に上位の太陽電池モジュール１の下辺を、同様に直接又は緩衝材を介して間接に、本例にあっては例えば断面Ｕ字状のグレージングチャンネル７３によるピース状の緩衝材を介して間接に受け入れて、該上位の太陽電池モジュール１の下辺の位置決めを行うとともにその上辺用の３ヶ所のラック２、３によって同様にネジ４固定して、その葺設を行うものとしてある。このように下位の太陽電池モジュール１のラック２、３に上位の太陽電池モジュール１を固定してその位置決めを行うことによって、該上位の太陽電池モジュール１もその葺設位置の位置出しを自ずと行うことができる。従って、該ラック２、３を用いた太陽電池モジュール１の葺設は、ラック２、３のネジ４固定と、該ラック２、３への固定具７を用いた上位の太陽電池モジュール１の下辺の受け入れ支持と、ラック、特に左右端部のラック３におけるコネクター３５による電気的接続を行うことによって太陽電池アレイＡの葺設設置を完了することができる。
本例にあって、上記左右位置のラック３は、上記端子ボックス３４同士の重合によって上下に２分割したコネクター３５の連結と端子３５１の接続による電気的接続を行うようにしてあるから、隣接する各太陽電池モジュール１の右側位置と左側位置のラック３を、該左側位置のラック３を下向きに押圧してこれらを重合することによって、電気的接続を直列に行って、千鳥状配置の各段の太陽電池モジュール１毎に上記パワーコンディショナーに発電電力を送り出すようにすればよい。従って、太陽電池モジュール１に設置した端子ボックス３４の個別の接続を行うことなく、太陽電池モジュール１の屋根面への固定に伴なって、端子ボックス３４の接続作業を行ってその葺設を行うことができ、葺設の作業を極く容易に行うことができる。
以上のように構成した太陽電池アレイＡは、太陽電池モジュール１の配置を、一般になされるように千鳥状のものとする一方、太陽電池モジュール１の葺設を、軒側のスターター５を基準にして、上記ラック２、３を用い、その屋根面への固定をネジ４の固定金具によって金具固定することによって、従来必要であった位置出し作業等を行うことなく、極限的に簡易化しつつ確実に行うことができる上、ラック、特に太陽電池モジュールの左右端部のラック３が端子ボックス３４を備えているから、ラック２、３の固定に際して、該ラック３の端子ボックス３４を重合することによって、太陽電池アレイＡとしての必要な電気的接続を同時に完結的に行うことができ、太陽電池アレイＡの設置現場における葺設作業を大幅に簡易化し、その作業効率を高度に確保したものとすることができる。また、上位の太陽電池モジュール１は、その下辺を、下位の太陽電池モジュール１を固定したラック２、３に固定具７によって確実に保持するから、屋根面に葺設することによって吹上げを含めた台風等の強風に対しても高度な耐風圧性を確保し、長期に亘って安定した葺設状態を維持することができる。
図中３４１は、端子ボックス３４に透設してコネクター３５を設置するに用いるコネクター孔である。
図示した例は以上の通りとしたが、ラック、特に載置固定用のラックを複数配置して、太陽電池モジュールの上端のラック数を多数とすること、各ラックにラックカバーに代えて又はラックカバーとともに太陽電池モジュール上辺の挿入溝を一体に形成したものとすること、ラックを、中間位置のものと、端子ボックスを備えた左右位置のものを兼用するように共通部材として形成すること、このときを含めて、上記ラックカバーによって、太陽電池モジュールの保持溝を形成する形態に代えて、ラック乃至そのラック本体やラックカバーに所定の成形によって一体に挿入溝を形成するものとすること、中間位置のラックと左右位置のラックの可及的な部材共通化を図ること、このときを含めて、例えば、端子ボックス部分を別途形成し、基体となるラック乃至ラック本体の左右乃至前後に後付して一体的に設置するようにすること、ラックの固定に用いる固定金具を釘とし、例えば、接着剤等による抜け止め措置を施すこと、固定金具の釘をスクリュー釘として、ネジと同様に抜け止め機能を有するものを用いること、スターター及び／又は上位の太陽電池モジュールの下辺を固定する固定具を、例えば、断面Ｓ字状のフックとし、フックの上位の受溝に太陽電池モジュールの下辺を挿入し、フックの下位の突片を、ラックの背面側に形成した受溝に係止するようにすること等を含めて、本発明の実施に当って、ラック、端子ボックス、コネクター、接続ケーブル、必要に応じて用いラック本体、ラックカバー、スターター、固定具、固定具受、等の各具体的形状、構造、材質、寸法、数、これらの関係、これらに対する付加、屋根葺設方法等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
Ａ 太陽電池アレイ
１ 太陽電池モジュール
１１ 太陽電池セル
１２ 幅広リブ
１３ 幅狭リブ
２ 中央位置のラック
２１ ラック本体
２１１ 受座
２１２ カバー載置面
２１３ 受孔
２１４ ケーブル貫通孔
２２ ラックカバー
２２１ 嵌合脚
２２２ 被覆板
２２３ 螺入ガイド
２２４ 固定具受
２３ 保持溝
３ 左右位置のラック
３１ ラック本体
３１１ 受座
３１２ カバー載置面
３１３ 螺入ガイド
３２ ラックカバー
３２１ 上面の被覆面
３２２ 固定具受
３２３ ネジ透孔
３３ 保持溝
３４ 端子ボックス
３４１ コネクター孔
３５ コネクター
３５１ 端子
３６ 接続ケーブル
４ ネジ
５ スターター
５１ 固定片
５２ 起立片
５３ 受溝
５４ 受条
５５ タッピングホール
５６ グレージングチャンネル
６ 軒先カバー
６１ 引掛け条
６２ 正面被覆条
６３ 嵌合条
７ 固定具
７１ 固定片
７２ 受溝
７３ グレージングチャンネル
８ 屋根
１ 太陽電池モジュール
１１ 太陽電池セル
１２ 幅広リブ
１３ 幅狭リブ
２ 中央位置のラック
２１ ラック本体
２１１ 受座
２１２ カバー載置面
２１３ 受孔
２１４ ケーブル貫通孔
２２ ラックカバー
２２１ 嵌合脚
２２２ 被覆板
２２３ 螺入ガイド
２２４ 固定具受
２３ 保持溝
３ 左右位置のラック
３１ ラック本体
３１１ 受座
３１２ カバー載置面
３１３ 螺入ガイド
３２ ラックカバー
３２１ 上面の被覆面
３２２ 固定具受
３２３ ネジ透孔
３３ 保持溝
３４ 端子ボックス
３４１ コネクター孔
３５ コネクター
３５１ 端子
３６ 接続ケーブル
４ ネジ
５ スターター
５１ 固定片
５２ 起立片
５３ 受溝
５４ 受条
５５ タッピングホール
５６ グレージングチャンネル
６ 軒先カバー
６１ 引掛け条
６２ 正面被覆条
６３ 嵌合条
７ 固定具
７１ 固定片
７２ 受溝
７３ グレージングチャンネル
８ 屋根
Claims (8)
- 上端長手方向に複数のラックを配置し、該ラックを屋根に載置固定することによって該ラックを介して屋根面に葺設自在とするとともに上記上端長手方向の一部又は全部のラックに端子ボックスを一体又は一体的に配置し、上記上端長手方向端部に配置された端子ボックスが隣接する太陽電池モジュールの端子ボックスと相互に重合可能に突出し、該端子ボックスに配置したコネクターの接続によって上記上端長手方向に沿って接続ケーブルを配置してなることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 上記ラックの屋根面への載置固定を、ネジ、釘等固定金具の屋根面への直付け金具固定によるものとしてな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。
- 上記ラックの一部又は全部に、上位配置の太陽電池モジュールの下辺を受け入れる受溝により支持する固定具の固定具受を配置してな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。
- 上記ラックを、合成樹脂製としてなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池モジュール。
- 上記合成樹脂を、耐熱性合成樹脂としてなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
- 上記耐熱性合成樹脂を、変性ポリフェニレンエーテル樹脂としてなることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
- 上記端子ボックスを配置したラックを、端子ボックスを有するラック本体と、該ラック本体との間に太陽電池モジュールの上端を受入保持する保持溝を形成するラックカバーを備えてなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の太陽電池モジュール。
- 請求項１乃至７のいずれかの太陽電池モジュールを用い、屋根軒側にスターターを配置して最下位の太陽電池モジュールの下辺を位置決め固定し、その上端長手方向に配置の複数のラックによって該太陽電池モジュールを屋根に配置し、該ラックにその上位の太陽電池モジュールを載置固定するとともにその上端長手方向に配置の複数のラックによって該上位の太陽電池モジュールを屋根に配置し、最上位の太陽電池モジュールを同じくラックによって屋根に配置し且つ左右方向に隣接する太陽電池モジュールの接続ケーブルを相互に接続してパワーコンディショナーに接続することによって屋根面に葺設配置してなることを特徴とする太陽電池アレイの屋根葺設構造。
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