JP6317142B2

JP6317142B2 - 屋根材型アレイ

Info

Publication number: JP6317142B2
Application number: JP2014047068A
Authority: JP
Inventors: 山下　満雄; 満雄山下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP2015169055A

Description

本発明は、太陽電池モジュールを備えた屋根材型アレイに関する。

近年の環境保護の気運の高まりに伴い、太陽光発電システムが注目されている。太陽光発電システムには、例えば屋根の野地板の上に屋根材の機能を兼ね備えた太陽電池モジュールを敷設した屋根材型アレイが知られている。

このような屋根材型アレイは、屋内への雨漏りおよび野地板の腐食の原因となる水濡れを抑える機能が求められる。

そこで、隣接する太陽電池モジュール間の目地から入った雨水で、屋根の野地板を濡らさないように排水できる屋根材型アレイが提案されている（例えば、下記特許文献１を参照）。

特開２０１２−１３２２０９号公報

上記特許文献１に開示された屋根材型アレイでは、屋根の野地板の上に排水用の樋状部分を有するレール部材を縦横に組み合わせて架台を構成している。さらに、この架台を固定して、架台上に太陽電池モジュールを固定している。

このような屋根材型アレイは、架台が肉厚の部材で構成されて十分な剛性を有するとともに、野地板と架台との間、および、架台と太陽電池モジュールとの間で十分な取付強度を有することが求められる。このため、屋根材型アレイの部品点数が増えて、その構造が複雑になり、ひいては施工工数が増えるという課題があった。

そこで、本発明の１つの目的は、部品点数を少なくすることができて、簡素な構造で浸入した水を排水することができる屋根材型アレイを提供することにある。

一形態に係る太陽電池アレイは、第１主面およびその反対側に位置する第２主面を有し、傾斜方向の上下位置に隣接して設けられる複数の太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールの一側部に沿って前記太陽電池モジュールの前記第２主面側に配置され、長手方向が前記傾斜方向に沿った樋部材とを備えている屋根材型アレイであって、前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、前記樋部材に交差する方向に沿って、前記傾斜方向の下側に位置する、前記太陽電池パネルの第１側部を保護する第１フレームと、前記第１側部の反対側に位置して、前記樋部材に交差する方向に沿った前記太陽電池パネルの第２側部を保護する第２フレームと、前記樋部材に沿った前記太陽電池パネルの第３側部を保護する第３フレームとを有し、前記第１フレームおよび前記第２フレームのそれぞれの端部は、前記樋部材から離隔した位置に配置されており、前記第２フレームは、前記第２側部を挟持する嵌合部と、該嵌合部から、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に延びる外壁部と、該外壁部の中間から前記太陽電池モジュールから外側へ延出して、前記太陽電池モジュールの側部に沿うとともに、端部が前記樋部材の上方に位置している受け部と、前記外壁部の下側から前記太陽電池モジュールの外側に向かって延びるとともに、端部が上側に向かって屈曲した板状のフランジ部と、を有し、前記第３フレームは脚部を有し、該脚部が前記樋部材の上に固定されており、前記傾斜方向の下側に位置する太陽電池モジュールを第１太陽電池モジュールとし、該第１太陽電池モジュールに対して前記傾斜方向の上側に隣接する太陽電池モジュールを第２太陽電池モジュールとしたときに、前記第１太陽電池モジュールの前記フランジ部は、前記第２太陽電池モジュールの前記脚部の間に挿入されており、前記フランジ部の先端は、前記第２太陽電池モジュールの前記第１フレームを下側から覆い、前記第１フレームよりも前記傾斜方向に沿った上方まで達している。

本実施形態に係る屋根材型アレイによれば、太陽電池モジュールに加わる正圧荷重と負圧荷重とは、太陽電池モジュールが設置される面へ直接伝えられる。また、例えば雨水等の流体は、太陽電池モジュールの第１フレームおよび第２フレームの少なくとも一方に有る受け部を通り、樋部材へ誘導される。このように太陽電池モジュールと樋部材とが、従来の架台の機能を有しており、従来の複雑な架台構造を省略することができる。

これにより、部品点数を低減できて、簡素な構造で太陽電池モジュール間などに浸入した雨水などを排出できる屋根材型アレイを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイを説明する図であり、図１（ａ）は屋根材型アレイの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の屋根材型アレイから太陽電池モジュールを取り外した様子を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイに用いる太陽電池モジュールの一例を説明する図であり、図２（ａ）は太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した様子を示す端面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイに用いる太陽電池モジュールの部分を説明する図であり、図３（ａ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断した様子を示す端面図であり、図３（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’線で切断した様子を示す端面図であり、図３（ｃ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ’線で切断した様子を示す断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイに用いる樋部材の一例を説明する図であり、図１（ｂ）に示す樋部材をＥ−Ｅ’線で切断した様子を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイの部分を説明する図であり、図５（ａ）は図１（ａ）のＦ−Ｆ’線で切断した様子を示す断面図、図５（ｂ）は図１（ａ）のＧ−Ｇ’線で切断した様子を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイの部分を説明する図であり、図１（ａ）のＨ部を拡大して示す分解斜視図である。図７は、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイの部分を説明する図であり、図１（ａ）のＨ部の一部を切除して拡大して示す斜視図である。図８は、本発明の他の実施形態に係る屋根材型アレイの部分を説明する図であり、図８（ａ）は図５（ａ）に相当する断面図であり、図８（ｂ）は図７に相当する斜視図である。図９は、本発明の他の実施形態に係る屋根材型アレイの部分を説明する図であり、図６に相当する分解斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る屋根材型アレイについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、屋根材型アレイを構成する同一名称の部材については同一符号を付すものとし、重複した説明を省略する。また、図面は模式的に示したものであるので、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。

＜屋根材型アレイの基本構成＞
図１（ａ）,（ｂ）および図２（ａ）,（ｂ）に示すように、屋根材型アレイ１は、第１主面３ａおよびその反対側に位置する第２主面３ｂを有する太陽電池モジュール３と、太陽電池モジュール３の一側部に沿って太陽電池モジュール３の第２主面３ｂ側に配置された樋部材４とを備えている。

また、太陽電池パネル１１を有する太陽電池モジュール３は、樋部材４に交差する方向に沿った第１側部（以下、太陽電池パネル１１の第１側部１１ａをいうものとする）を保
護する第１フレーム１２と、第１側部１１ａの反対側に位置して、樋部材４に交差する方向に沿った第２側部（太陽電池パネル１１の第２側部１１ｂをいうものとする）を保護する第２フレーム１３と、樋部材４に沿った第３側部（太陽電池パネル１１の第３側部１１ｃをいうものとする）を保護する第３フレーム１４とを有する。

そして、第１フレーム１２および第２フレーム１３のそれぞれの端部は、樋部材４から離隔した位置に配置されており、第１フレーム１２および第２フレーム１３の少なくとも一方は、太陽電池モジュール３から外側へ延出した受け部を有している。なお、この受け部については、後述する具体的な各実施形態において詳しく説明する。

さらに、第１フレーム１２および第２フレーム１３の少なくとも一方の受け部は、太陽電池モジュール３の側部に沿うとともに、その端部が樋部材４の上方に位置しており、第３フレーム１４は、樋部材４の上に固定されている。

以下、屋根材型アレイ１のより具体化した実施形態について説明する。なお、簡単のため、第２フレーム１３に受け部を有する太陽電池モジュールを用いた例について説明するが、第１フレーム１２に受け部があってもよいものとする。

＜第１実施形態＞
図１（ａ），（ｂ）に示すように、屋根材型アレイ１は、構造物の傾斜面２（例えば、野地板２ａ）上に、複数の太陽電池モジュール３が配置されている。ここで、傾斜面２とは水平面に対して傾斜した面をいう。また、屋根材型アレイ１では、この傾斜面２の傾斜方向と直交する方向に所定の間隔を空けて樋部材４が配置されている。太陽電池モジュール３は、樋部材４の上に載置されるとともに、締結部材５（後記の図５−９等を参照）を用いて傾斜面２に固定される。また、屋根材型アレイ１では、傾斜方向に直交する方向に沿って隣り合う太陽電池モジュール３の間に蓋部材６が配置されている。

なお、以下の説明では、水平面に対して傾斜する傾斜面２において、下方から上方に延びる方向をＹ方向とし、傾斜面２と平行でＹ方向に垂直な方向をＸ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して鉛直な方向をＺ方向とする。また、通常、光を受けて発電に寄与する側の面を受光面とし、受光面と反対側の面を裏面とする。また、Ｚ方向において、＋Ｚ側を上とし、−Ｚ側を下とする。また、屋根材型アレイ１が傾斜面２上に設置された際に、Ｙ方向における上方向（＋Ｙ）側を棟側とし、Ｙ方向における下方向（−Ｙ）側を軒側とする。

以下、説明の便宜上、図１（ａ）に示すように、傾斜方向の上下に隣接して設置された２枚の太陽電池モジュール３のうち、下方側に位置する太陽電池モジュール３を第１太陽電池モジュール３Ａとして、上方側に位置する太陽電池モジュール３を第２太陽電池モジュール３Ｂとする。また、第１太陽電池モジュール３Ａの右側に隣接して配置され、これと連結された連結太陽電池モジュールを第３太陽電池モジュール３Ｃとし、第２太陽電池モジュール３Ｂの右隣へ隣接して配置され、これと連結された連結太陽電池モジュールを第４太陽電池モジュール３Ｄとする。

図２（ａ），（ｂ）および図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール３は、主として光を受光する第１主面３ａ（透光性基板１５の一主面）と、第１主面３ａの反対側に位置する第２主面３ｂ（裏面保護部材１９の一主面）とを有している。太陽電池モジュール３は、第１主面３ａがＹ方向に沿うように傾斜面２上に配置されている。また、太陽電池モジュール３は、太陽電池パネル１１と、この太陽電池パネル１１の外周に固定された第１フレーム１２、第２フレーム１３および第３フレーム１４とを有している。

太陽電池パネル１１は、第１主面３ａ側から順に、太陽電池モジュール３の基板を兼ねる透光性基板１５と、熱硬化性樹脂等からなる一対の充填材１６と、これら充填材１６に周囲を保護されるとともにインナーリード１７で互いに電気的に接続された複数の太陽電池素子１８と、裏面保護部材１９とを備えている。さらに、太陽電池モジュール３は、第２主面３ｂの上に、太陽電池モジュール３の太陽電池素子１８で得られた出力を外部に取り出すための端子ボックス２０を備えている。

図２（ａ）に示すように、太陽電池パネル１１の外形は、例えば第１主面３ａ側から平面視して矩形状である。なお、以下の説明では、屋根材型アレイ１を設置した際に、太陽電池パネル１１の軒側に位置する一辺を第１側部（軒側）１１ａ、棟側に位置する一辺を第２側部（例えば棟側）１１ｂ、一対の相対する二辺を第３側部１１ｃとする。

透光性基板１５は、太陽電池モジュール３の基板としての役割を有する。このような透光性基板１５としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等を用いることができる。

充填材１６は、インナーリード１７および太陽電池素子１８等を被覆して保護する機能を有している。また、充填材１６は、透光性基板１５と裏面保護材１９との間で、インナーリード１７および太陽電池素子１８を封止する。このような充填材１６としては、厚みが０．３ｍｍ〜０．８ｍｍのエチレンビニルアセチレートの共重合体、またはポリエチレン、ポリビニルブチラールなどの熱硬化性樹脂を用いることができる。

インナーリード１７は、隣り合う太陽電池素子１８同士を電気的に接続する。このようなインナーリード１７としては、例えば、太陽電池素子１８と接続させるための半田が被覆された銅箔などを用いることができる。

太陽電池素子１８は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる平板状の部材が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード１７で隣接するシリコン基板同士を電気的に接続すればよい。

なお、太陽電池素子１８の種類は特に制限されない。例えば、太陽電池素子１８として、アモルファスシリコンからなる薄膜太陽電池、主に銅−インジウム−ガリウム−セレンの四元化合物からなるＣＩＧＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池、または結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。例えば、アモルファスシリコン系太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池またはＣｄＴｅ系太陽電池を採用する場合、透光性基板１５上において、アモルファスシリコン層、ＣＩＧＳ層またはＣｄＴｅ層を透明電極等と組み合わせて適宜積層するようにしたものが利用できる。

裏面保護材１９は、太陽電池モジュール３の第２主面３ｂを保護する機能を有している。また、裏面保護材１９は、太陽電池モジュール３の裏面３ｂ側に位置する充填材１６と接着している。裏面保護材１９には、例えば厚みが２〜４ｍｍの透光性を有するガラス板、または、厚みが０．３〜０．５ｍｍ以下のポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、もしくは、これら樹脂材料を２種以上積層した樹脂体を用いることができる。また、太陽電池モジュール３では、裏面保護材１９に透光性を有すガラス板を用いることによって、太陽電池モジュール３の第２主面３ｂ側から入射される光の一部を受けて発電に寄与させることができる。

また、端子ボックス２０は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ樹脂）またはポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）からなる箱体内にターミナル板を備えており、さらに端子ボックス２０の外部へ電力を導出する出力ケーブルを備えるものでよい
。

第１フレーム１２、第２フレーム１３および第３フレーム１４は、太陽電池パネル１１を保護する機能を有する。これらのフレームとしてアルミニウム材を用いた場合、押し出し成形等で製造することができるので好適である。図２（ａ）に示すように、第１フレーム（軒側）１２は太陽電池パネル１１の第１側部（軒側）１１ａに固定されている。また、第２フレーム（棟側）１３は太陽電池パネル１１の第２側部（棟側）１１ｂに固定されている。また、第３フレーム（横側）１４は太陽電池パネル１１の第３側部（横側）１１ｃに固定されている。

図３（ａ）に示すように、第１フレーム１２は、太陽電池パネル１１の第１側部１１ａを挟持するように凹部を有する第１嵌合部１２ａと、第１主面３ａから第２主面３ｂに向かう方向に沿って第１嵌合部１２ａから延びる第１外壁部１２ｂと、第１外壁部１２ｂの下側から太陽電池モジュール３の第２主面３ｂの下側へ張り出した第１底部１２ｃとを有する。さらに、第１フレーム１２は、第１外壁部１２ｂの上側から第１主面３ａに平行な面に対して上方側に傾斜するように太陽電池モジュール３の外側に向かって延びる第１張出部１２ｄを有する。また、第１フレーム１２は、第１外壁部１２ｂの中間部から太陽電池モジュール３の外側に向かって延びる第２張出部１２ｅと、第１外壁部１２ｂの下側から太陽電池モジュール３の外側に向かって延びる第３張出部１２ｆとを有する。さらに、第２張出部１２ｅは、図６に示すように、第１フレーム１２の長手方向に沿って部分的に切欠かれた切欠き部１２ｅ１を有している。なお、第１主面３ａから第１底部１２ｃまでのＺ方向の長さを第１長さＩというものとする。

図３（ｂ）に示すように、第２フレーム１３は、太陽電池パネル１１の第２側部１１ｂを挟持する第２嵌合部１３ａと、第１主面３ａから第２主面３ｂに向かう方向に沿って第２嵌合部１３ａから延びる第２外壁部１３ｂと、第２外壁部１３ｂの下側から太陽電池モジュール３の第２主面３ｂの下側に張り出した第２底部１３ｃとを有する。

また、第２フレーム１３は、第２外壁部１３ｂの中間から太陽電池モジュール３の外側に向かって延びる第１受け部１３ｄを有する。この第１受け部１３ｄは、雨水等を貯めることができるように凹状を成している。

また、第２フレーム１３は、第２外壁部１３ｂの下側から太陽電池モジュール３の外側に向かって延出されるとともに、端部が上側に向かって屈曲した略板状の第１フランジ部１３ｅを有する。

さらに、第２フレーム１３は、第２底部１３ｃおよび第２底部１３ｃの端部から上側に延びる略板状の第１リブ１３ｈによって形成された第２受け部１３ｉを有する。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１フランジ部１３ｅのＸ方向の長さは、太陽電池モジュール３のＸ方向の長さよりも短く、相対する第３フレーム１４の後述する脚部１４ｄの間の長さよりも短い。これにより、後述するように、第１太陽電池モジュール３Ａの第１フランジ部１３ｅを、隣接する第２太陽電池モジュール３Ｂの第３フレーム１４間へ挿入することができる。なお、第１主面３ａから第２底部１３ｃまでのＺ方向の長さを第２長さＪというものとする。

図３（ｃ）に示すように、第３フレーム１４は、太陽電池パネル１１の第３側部１１ｃを挟持する第３嵌合部１４ａと、第１主面３ａから第２主面３ｂに向かう方向に沿って第３嵌合部１４ａから延びる第３外壁部１４ｂと、第３外壁部１４ｂの下側に相当する脚部１４ｄとを有する。

第３フレーム１４の脚部１４ｄは、後述するように樋部材４の上に固定される。また、脚部１４ｄは、下側の端部から太陽電池モジュール３の外側に向かって張り出された外側延出部である第２フランジ部１４ｅと、第２フランジ部１４ｅの端部から上方に突出した突出部１４ｆを有する。

また、第３フレーム１４は、脚部１４ｄの下側の端部から太陽電池モジュール３の第２主面３ｂの下側へ向かって延びるとともに、端部が上側に向かって屈曲し内側へ向って延出した部位を有する内側延出部である第３受け部１４ｇと、第３外壁部１４ｂの中間部に長手方向に沿って設けられた凹部１４ｈとを有する。なお、第１主面３ａから脚部１４ｄまでの−Ｚ側の端部までの長さを第３長さＫというものとする。

第２フレーム１３の第１受け部１３ｄ、第１フランジ部１３ｅおよび第２受け部１３ｉと、第３フレーム１４の第３受け部１４ｇとは、それぞれ外部から浸入してくる雨水、砂などを樋部材４に導く部材である。

樋部材４は長尺状の板状体であり、図１（ｂ）に示すように、−Ｙ側の端部は傾斜面２の軒側の端部まで延びる長さを有し、回収した雨水を傾斜面２の外側へ排水することができる。また、図４に示すように、樋部材４は平板状の基部４ａと、その短手方向の両端部に設けられた上側へ屈曲した曲折部４ｂとを有する。つまり、太陽電池モジュール３を樋部材４の上に配設した場合は、図５（ｂ）に示すように、曲折部４ｂは太陽電池モジュール３の第２主面３ｂ側に近づく側へ折り曲げられている。

図４において、基部４ａから曲折部４ｂの端部までのＺ方向の長さを第４長さＬというものとする。このとき、第４長さＬは、第３フレーム１４の第３長さＫから第１フレーム１２の第１長さＩを引いた長さよりも小さく、第３フレーム１４の第３長さＫから第２フレーム１３の第２長さＪを引いた長さよりも小さい。このような樋部材４は、耐食性の観点からステンレス、溶融亜鉛メッキを施した鋼板、またはガルバリウム鋼板などを用いて製造することができる。

締結部材５は、図５（ｂ）に示すように、係合部材５ａと木ねじ５ｂとからなり、太陽電池モジュール３を傾斜面２へ固定する部材である。係合部材５ａは、太陽電池モジュール３の第３フレーム１４の突出部１４ｆと係合する。木ねじ５ｂは、係合部材５ａの貫通孔５ａ１を通り、樋部材４および粘着部材７を貫通して傾斜面２へねじ込まれて、太陽電池モジュール３を固定することができる。係合部材５ａは例えばアルミニウム材を押し出し成形することで形成することができ、木ねじはステンレス製のものなどを用いることができる。

蓋部材６は、図５（ｂ）に示すように、例えば、第１太陽電池モジュール３Ａと、これに連結される連結太陽電池モジュールの第３太陽電池モジュール３Ｃとの間を塞ぐ部材である。蓋部材６は、太陽電池モジュール３の第３フレーム１４の第３嵌合部１４ａを上側から押さえる頂部６ａと、頂部６ａの下側に設けられており短手方向の両側へ張り出した嵌め込み部６ｂとからなる。蓋部材６は、嵌め込み部６ｂを第３フレーム１４の凹部１４ｈに挿入することで取り付けることができる。このような蓋部材６はアルミニウム材を押し出し成形することで形成することができる。

粘着部材７は、樋部材４の基部４ａの両面に貼付される粘着力を有するシート状の部材である。粘着部材７は、木ねじ５ｂの周りを封止し、木ねじ５ｂの雌ねじ部から毛細管現象によって、傾斜面２および屋内へ水が浸入するのを抑える機能を有する。粘着部材７は、例えばブチルゴム系またはアクリル系の粘着材を持つものを利用することができる。

次に、図１、図５、図６および図７を用いて、屋根材型アレイ１の具体的な構成について説明する。

図１（ｂ）に示すように、複数の樋部材４は、傾斜面２上にその長手方向がＹ方向に沿うように配置されている。また、複数の樋部材４は、Ｘ方向に沿って太陽電池モジュール３のＸ方向の寸法と略同じ間隔をあけて配置される。また、複数の太陽電池モジュール３は、相対する第３フレーム１４の脚部１４ｄが樋部材４の基部４ａに締結部材５で固定される。

例えば図５（ｂ）に示すように、第１太陽電池モジュール３Ａおよび第３太陽電池モジュール３Ｃは、これら双方に設けられた同一構造の第３フレーム１４同士が、一対の突出部１４ｆを覆う締結部材５によって、樋部材４の上に固定される。つまり、第１太陽電池モジュール３Ａおよび第３太陽電池モジュール３Ｃは、締結部材５の係合部材５ａの貫通孔５ａ１を挿通し、樋部材４を貫通し傾斜面２へねじ込まれる木ねじ５ｂによって傾斜面２に締結される。このようにして、第１太陽電池モジュール３Ａおよび第３太陽電池モジュール３Ｃは、互いに同一構造の第３フレーム１４同士が対称に配置されているので、これら第３フレーム１４同士が締結部材５を介して樋部材４の上に簡便に固定される。

同様に、第２太陽電池モジュール３Ｂは、第１太陽電池モジュール３ＡのＹ方向の上側に隣接するように、締結部材５を用いて傾斜面２に固定される。より詳細には、図５（ａ）に示すように、第１太陽電池モジュール３Ａと第２太陽電池モジュール３Ｂとは、それぞれの第１主面３ａ同士が傾斜面２に対して平行となるように配置される。また、第１太陽電池モジュール３Ａおよび第２太陽電池モジュール３Ｂの第１主面３ａ同士が同一平面となるように平行に配置される。

また、第１太陽電池モジュール３Ａの第２フレーム１３の外壁部１３ｂと、第２太陽電池モジュール３Ｂの第１フレーム１２の第１外壁部１２ｂとは、Ｙ方向に沿った第１間隙２１を空けて配置される。

また、本実施形態では、Ｚ方向側から平面視したときに、第２太陽電池モジュール３Ｂの第１張出部１２ｄは、第１太陽電池モジュール３Ａの第１主面３ａと重なるように位置している。このとき、第１太陽電池モジュール３Ａ側の端部（第２太陽電池モジュール３Ｂのフレーム１３）において、第２太陽電池モジュール３Ｂの第１張出部１２ｄは、第１太陽電池モジュール３Ａの第１主面３ａの一部との間に、Ｚ方向に沿った第２間隙２２を空けて配置されている。第１フレーム１２の第１張出部１２ｄは、第１間隙２１および第２間隙２２を通して太陽電池モジュール３を冷却する外気を取り込むとともに、第２太陽電池モジュール３Ｂから第１太陽電池モジュール３Ａに向かって流れる雨水の浸入を低減する役割を持つ。

また、第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅのＸ方向の長さは、相対する第３フレーム１４の脚部１４ｄの間隔よりも短いことから、第１太陽電池モジュール３Ａと第２太陽電池モジュール３Ｂを設置した際に、第１太陽電池モジュール３Ａの第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅは、第２太陽電池モジュール３Ｂの第３フレーム１４の脚部１４ｄの間へ挿入される。さらに第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅは、その第１端部１３ｅ１が樋部材４上に位置する長さを有する。これにより、第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅで受けた雨水を樋部材４および第３フレーム１４の第３受け部１４ｇへと排水することができる。

本実施形態では、第３フレーム１４が第１フレーム１２と第２フレーム１３よりも下側
（−Ｚ側）へ長いことから、太陽電池モジュール３は傾斜面２上へ第３フレーム１４により支持される。これにより、第１フレーム１２および第２フレーム１３は、傾斜面２から上へ離間しており樋部材４の曲折部４ｂの上側（＋Ｚ側）を通る。そして、第２フレーム１３に設けられた第１フランジ部１３ｅの第１端部１３ｅ１は、樋部材４の基部４ａの上側（＋Ｚ側）に位置することから、第１太陽電池モジュール３Ａと第２太陽電池モジュール３Ｂとの間から浸入し第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅで受けられた雨水は樋部材４に導かれる。また、第３フレーム１４は、樋部材４を貫通して傾斜面２へねじ込まれる木ねじ５ｂによって傾斜面２へ締結される。

このように、本実施形態の屋根材型アレイは、第３フレーム１４が第１フレーム１２と第２フレーム１３よりも下側（−Ｚ側）へ長いという要件と、第２フレーム１３に設けられた第１フランジ部１３ｅの第１端部１３ｅ１が樋部材４上に位置しているという要件と、第３フレーム１４が傾斜面２へねじ込まれる木ねじ５ｂで締結されるという要件とを有する。これにより、本実施形態の屋根材型アレイ１は、架台を設けることなく、太陽電池モジュール３および簡便な樋部材４によって、浸入した水を排水する機能と外力に対する強度とを持つことができる。

本実施形態の屋根材型アレイ１によれば、排水経路になる樋の機能と、屋根材型アレイに加わる荷重を支持する構造材の機能とを備えた肉厚の架台を用いることなく、主に太陽電池モジュール３と簡便な樋部材４とで構成することができ、部品点数を低減して施工の容易な簡素な構造にすることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る屋根材型アレイ１は、図８に示すように、第１太陽電池モジュール３Ａの第２フレーム１３の第２外壁部１３ｂにおいて、Ｙ方向に第２外壁部１３ｂを貫通する第１孔部１３ｆを有している。また、第２太陽電池モジュール３Ｂの第１フレーム１２の第１外壁部１２ｂには、Ｙ方向に第１外壁部１２ｂを貫通する第２孔部１２ｇを有している。さらに、第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅにおける＋Ｙ側の先端は、第１フレーム１２を下側から覆い、第１フレーム１２よりも＋Ｙ側まで達している。第２フレーム１３の第２受け部１３ｉのＸ方向の長さは、相対する第３フレーム１４間の第３外壁部１４ｂの長さよりも短く、太陽電池モジュール３を設置したときに第２受け部１３ｉのＸ方向の端部が樋部材４の上となる長さを有する。

本実施形態によれば、第２フレーム１３の第１孔部１３ｆと第１フレーム１２の第２孔部１２ｇとは、太陽電池パネル１１と第１フレーム１２とのなす角部近傍、および太陽電池パネル１１と第２フレーム１３とのなす角部近傍、における空気の滞留を低減して、太陽電池モジュール３を冷却するので、太陽電池モジュール３の発電効率を高める機能を有する。

また、第１フレーム１２の第２孔部１２ｇから浸入した雨水を、第２フレーム１３の第１フランジ部１３ｅで受けて、奥側への浸水を抑えて、雨水が傾斜面２を濡らし腐食の原因になることを抑えることができる。同様に、第２フレーム１３の第１孔部１３ｆから浸入した雨水を第２受け部１３ｉで受けて、奥側への浸水を抑えることができる。

さらに、第２フレーム１３の第２受け部１３ｉのＸ方向の長さは、相対する第３フレーム１４間の第３外壁部１４ｂの長さよりも短く、太陽電池モジュール３を設置したときに第２受け部１３ｉのＸ方向の端部が樋部材４の上に位置する長さである。これにより、第２受け部１３ｉで受けた水を樋部材４上に排水することができて、傾斜面２の水濡れをすることなく排水することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る屋根材型アレイ１は、図９に示すように、第１太陽電池モジュール３Ａと第２太陽電池モジュール３Ｂとに配置される短い樋部材４を有する。

これにより、樋部材４が第１太陽電池モジュール３Ａと第２太陽電池モジュール３Ｂの間において、第３フレーム１４の第２フランジ部１４ｅおよび第３受け部１４ｇの間を継いで雨水を排水することができる。

本実施形態では、樋部材４の原材料を削減できるとともに、傾斜面２の上で扱う部材を小型化することによって、作業者の作業性を良好にすることができる。

なお、本実施形態に適用できる太陽電池モジュール３としては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造の太陽電池モジュールに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造またはサブストレート構造などの種々の構造を有する太陽電池モジュールにも適用可能である。

１：屋根材型アレイ
２：傾斜面
２ａ：野地板
３：太陽電池モジュール
３ａ：第１主面
３ｂ：第２主面
３Ａ：第１太陽電池モジュール
３Ｂ：第２太陽電池モジュール
３Ｃ：第３太陽電池モジュール
３Ｄ：第４太陽電池モジュール
４：樋部材
４ａ：基部
４ｂ：曲折部
５：締結部材
５ａ：係合部材
５ａ１：貫通孔
５ｂ：木ねじ
６：蓋部材
６ａ：頂部
６ｂ：嵌めこみ部
７：粘着部材
１１：太陽電池パネル
１１ａ：第１側部（軒側）
１１ｂ：第２側部（棟側）
１１ｃ：第３側部（横側）
１２：第１フレーム（軒側）
１２ａ：第１嵌合部
１２ｂ：第１外壁部
１２ｃ：第１底部
１２ｄ：第１張出部
１２ｅ：第２張出部
１２ｅ１：切欠き部
１２ｆ：第３張出部
１２ｇ：第２孔部
１３：第２フレーム（棟側）
１３ａ：第２嵌合部
１３ｂ：第２外壁部
１３ｃ：第２底部
１３ｄ：第１受け部
１３ｅ：第１フランジ部
１３ｅ１：第１端部
１３ｆ：第１孔部
１３ｈ：第１リブ
１３ｉ：第２受け部
１４：第３フレーム（横側）
１４ａ：第３嵌合部
１４ｂ：第３外壁部
１４ｃ：第３底部
１４ｄ：脚部
１４ｅ：第２フランジ部
１４ｆ：突出部
１４ｇ：第３受け部
１４ｈ：凹部
１５：透光性基板
１６：充填材
１７：インナーリード
１８：太陽電池素子
１９：裏面保護部材
２０：端子ボックス
２１：第１間隙
２２：第２間隙

Claims

第１主面およびその反対側に位置する第２主面を有し、傾斜方向の上下位置に隣接して設けられる複数の太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールの一側部に沿って前記太陽電池モジュールの前記第２主面側に配置され、長手方向が前記傾斜方向に沿った樋部材とを備えている屋根材型アレイであって、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、前記樋部材に交差する方向に沿って、前記傾斜方向の下側に位置する、前記太陽電池パネルの第１側部を保護する第１フレームと、前記第１側部の反対側に位置して、前記樋部材に交差する方向に沿った前記太陽電池パネルの第２側部を保護する第２フレームと、前記樋部材に沿った前記太陽電池パネルの第３側部を保護する第３フレームとを有し、
前記第１フレームおよび前記第２フレームのそれぞれの端部は、前記樋部材から離隔した位置に配置されており、
前記第２フレームは、前記第２側部を挟持する嵌合部と、該嵌合部から、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に延びる外壁部と、該外壁部の中間から前記太陽電池モジュールから外側へ延出して、前記太陽電池モジュールの側部に沿うとともに、端部が前記樋部材の上方に位置している受け部と、前記外壁部の下側から前記太陽電池モジュールの外側に向かって延びるとともに、端部が上側に向かって屈曲した板状のフランジ部と、を有し、
前記第３フレームは脚部を有し、該脚部が前記樋部材の上に固定されており、
前記傾斜方向の下側に位置する太陽電池モジュールを第１太陽電池モジュールとし、該第１太陽電池モジュールに対して前記傾斜方向の上側に隣接する太陽電池モジュールを第２太陽電池モジュールとしたときに、前記第１太陽電池モジュールの前記フランジ部は、前記第２太陽電池モジュールの前記脚部の間に挿入されており、前記フランジ部の先端は、前記第２太陽電池モジュールの前記第１フレームを下側から覆い、前記第１フレームよりも前記傾斜方向に沿った上方まで達している、屋根材型アレイ。
前記第１フレームは、第１側部を挟持する嵌合部と、該嵌合部から前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に沿って延びる外壁部と、該外壁部を貫通する孔部とを有する、請求項１に記載の屋根材型アレイ。
前記樋部材は、前記太陽電池モジュールの前記第３フレームに沿って前記太陽電池モジュールの前記第２主面に近づく側へ折り曲げた曲折部を有する板状体である、請求項１または２に記載の屋根材型アレイ。
前記太陽電池モジュールの前記第３フレームは、前記脚部に前記樋部材の表面に沿って前記太陽電池モジュールの内側へ延出した内側延出部を有している、請求項１乃至３のいずれかに記載の屋根材型アレイ。
前記太陽電池モジュールの前記第３フレームは、前記脚部に前記太陽電池モジュールの外側へ延出した外側延出部を有している、請求項１乃至４のいずれかに記載の屋根材型アレイ。
前記太陽電池モジュールの前記第３フレームと連結する連結太陽電池モジュールをさらに備えている、請求項１乃至５のいずれかに記載の屋根材型アレイ。
前記連結太陽電池モジュールは、前記太陽電池モジュールの前記第３フレームと同一構造のフレームを備えており、該フレームが前記樋部材の上に固定されている、請求項６に記載の屋根材型アレイ。
前記樋部材および前記太陽電池モジュールの前記第３フレームを固定する締結部材をさらに備えている、請求項１乃至７のいずれかに記載の屋根材型アレイ。