JP6521622B2

JP6521622B2 - 起立状部を有する外設部材、及び太陽電池を用いた外装構造

Info

Publication number: JP6521622B2
Application number: JP2014255392A
Authority: JP
Inventors: 舩木　元旦; 元旦舩木
Original assignee: 元旦ビューティ工業株式会社
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: JP2016113851A

Description

本発明は、既設の太陽電池を用いた外装構造等に対し、容易に取り付けて起立状部を立設させることができ、立設させた起立状部の作用により、太陽電池上の通気によって太陽電池の裏面空間の暖められた空気（または滞留する熱量）を速やかに排出（放出）することができ、太陽電池セルの温度上昇による発電効率の低下を防ぐことができる起立状部を有する外設部材、及び太陽電池を用いた外装構造に関する。

太陽電池を用いた外装構造は、地球温暖化の緩和を目的として、二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出が少ない社会（低炭素社会）を構築するため、太陽光を用いた再生可能エネルギーを普及するという社会的気運の高まりやニーズに鑑み、大規模な施設や既存或いは新設の建築物や住宅等への太陽電池の設置が積極的に行われている。

太陽電池の発電効率は、温度の上昇によって低下してしまうが、太陽光の照射により、太陽電池の表側からの温度上昇は避けられないし、裏面側からも空気が滞留する等して空気を媒体として温度が上昇してしまう。

そこで、例えば特許文献１などには、太陽電池パネルの受光面などに水を噴出することにより、太陽電池セルを冷却しようとする散水システムが提案されている。
また、特許文献２には、軒先側から導入した空気を太陽電池の裏面側を通し、棟頂部に位置する小屋裏にてファンを稼働して排気する構成が記載されている。
さらに、特許文献３は、本出願人が提案したものであり、太陽電池間の目地部分に配する固定部材に、起立状部を立設させた構造の外装構造を提案した。

特開２０１１−１４６４４２号公報特開２００１−９０２９６号公報特開２０１４−３２６４号公報

しかしながら、前記特許文献１の水で太陽電池セルを冷却しようとする構成では、所定の効果を得ようとすると、極めて多量の散水量、長い散水時間が必要となり、更に周囲に水を飛散させたり、太陽電池モジュールの表面に水垢が付くなどの問題もあった。
また、前記特許文献２のファンで太陽電池の裏面空間に滞留する空気を排出しようとする構成では、所定の効果を得ようとすると、ファンの稼働時間も長くなり、ファンの稼働に伴う熱量も発生するため、有効な方法とは言えないものであった。
これに対し、本出願人が提案した特許文献３の外装構造では、立設させた起立状部が、太陽電池の裏面空間にて温められた空気を太陽電池表面へ排出することができ、裏面空間の空気の流れを著しく速め、太陽電池セルの温度上昇を抑えることで発電効率の低下を防ぐことができる。
但し、この特許文献３では、起立状部を固定部材に、即ち下地上に太陽電池を取り付けるための部材に取り付けるという制限があるため、より広い範囲の外装構造への適用が望まれる。

そこで、本発明は、既設の太陽電池を用いた外装構造等に対し、容易に取り付けて起立状部を立設させることができ、この起立状部の作用により、太陽電池上の通気によって太陽電池の裏面空間の暖められた空気（または滞留する熱量）を速やかに排出（放出）することができ、太陽電池セルの温度上昇による発電効率の低下を防ぐことができる起立状部を有する外設部材、及び太陽電池を用いた外装構造を提案することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、既設屋根に取り付ける取付面材と、該取付面材に一体的に連結する起立状部とからなる外設部材であって、前記取付面材は、既設屋根への取付具が貫通する通孔と、前記起立状部を連結する一つ以上の半円弧状の突出部である連結受部とを備え、前記起立状材は、前記取付面材の連結受部と弾性的に嵌合する逆Ｌ字状片の下端が楔状である嵌合部を備え、既設屋根に前記取付面材を取り付けると共に、左右に隣接して取り付けられた前記取付面材に跨がって前記起立状部の嵌合部を弾性的に嵌合させて取り付けることを特徴とする起立状部を有する外設部材に関するものである。

さらに、本発明は、太陽電池を用いた既設屋根に、前記外設部材を配設したことを特徴とする太陽電池を用いた外装構造をも提案するものである。

本発明の外設部材は、太陽電池を備える既設屋根等に容易に取り付けられる取付面材と、該取付面材に弾性的に嵌合させて容易に一体的に連結することができる起立状材とからなり、各種の太陽電池パネルに対して容易に起立状部を立設させることができる。立設された起立状部は、太陽電池の裏面空間にて温められた空気を排出して、太陽電池セルの温度上昇を抑え、発電効率の低下を防ぐことができる。
なお、前記取付面材は、固定部材を兼ねなくてもよいので、少なくとも前記特許文献３より広い範囲の既設屋根に適用することができる。

さらに、太陽電池を用いた既設屋根に、前記外設部材を配設した外装構造は、立設させた起立状部が、太陽電池の裏面空間にて温められた空気を太陽電池表面へ排出でき、裏面空間の空気の流れを著しく速め、太陽電池セルの温度上昇を抑えることで発電効率の低下を防ぐことができる。

（ａ）本発明の外設部材を取り付けた太陽電池を備える外装構造の風上側から見た正面図、（ｂ）その平面図、（ｃ）その側面図、（ｄ）取付面材に対する起立状材の取付を示す拡大側面図である。（ａ）用いた取付面材を示す斜視図、（ｂ）その平面図、（ｃ）その側面図、（ｄ）取り付けた起立状材を点線で示す側面図、（ｄ）風上側から見た正面図、（ｅ）風下側から見た正面図、（ｆ）その裏面側から見た平面図である。（ａ）本発明の外設部材を取り付ける外装構造の構築手順を示し、ハゼ組み式の折板屋根に支持金具を取り付けた状態を示す斜視図、（ｂ）更に受け金具を取り付けた状態を示す斜視図、（ｃ）取り付けた受け金具を挟むように太陽電池パネルを敷設した状態を示す斜視図、（ｄ）配設した太陽電池パネル間に取付面材を取り付けた状態を示す斜視図、（ｅ）固定した取付面材に起立状材を取り付ける様子を示す斜視図である。

本発明の外設部材は、既設屋根に取り付ける（Ａ）取付面材と、該取付面材に一体的に連結する（Ｂ）起立状材とからなり、既設屋根に取付具を用いて容易に取付面材を取り付けることができ、該取付面材に容易に起立状材を嵌合させて一体的に連結することができる。
前記取付面材は、既設屋根への取付具が貫通する通孔と、前記起立状材を連結する一つ以上の半円弧状の突出部である連結受部とを備え、前記起立状材は、前記取付面材の連結受部と弾性的に嵌合する逆Ｌ字状片の下端が楔状である嵌合部を備え、既設屋根に前記取付面材を取り付けると共に、左右に隣接して取り付けられた前記取付面材に跨がって前記起立状材の嵌合部を弾性的に嵌合させて取り付ける構成である。

そして、各種の既設屋根に対して容易に起立状部を立設させることができる。前記起立状材に当たった風は、上方に乱流を起こし、その裏面側の上端を減圧状態とするため、既設屋根に取り付けた太陽電池パネルの裏面空間の空気が表面側へ吸い出す作用が果たされ、裏面空間の空気の流れを著しく速め、太陽電池セル自体が発生する温度を抑えることで発電効率の低下を防ぐ。更に、前記起立状材は、雪止めとしても機能し、太陽電池パネル上での滑雪を防ぐ作用も果たす。これらの作用、効果を確実に果たすには、太陽電池パネルは裏面側に空間を有すると共に、該空間に連通する開口部を設けることが望ましい。

前記（Ａ）取付面材は、前述のように既設屋根への取付具が貫通する通孔と、前記起立状材を連結する一つ以上の連結受部とを備える構成である。
この取付面材は、既設屋根上に起立状部を取り付けるための部材であって、太陽電池パネルを保持する固定部材に限定されない。即ち既設屋根に固定部材が取り付けられていれば、それを取り外してこの取付面材を取り付けてもよいし、取り外すことなくこの取付面材を取り付けてもよく、特に限定されるものではない。

また、前記通孔は、既設屋根への取付具を取り付けるための孔であり、その形状を限定するものではない。なお、取付具とは、上方から打ち込んで締着するボルトやビス等でもよいし、既設屋根に取り付けられている締着具を流用してもよい。
さらに、前記連結受部は、起立状材を嵌合させて取り付ける箇所であって、起立状材の裏面を支持する起立状片に弾性的に嵌合させる連結受部を設ける。

前記（Ｂ）起立状材は、前述のように前記取付面材の連結受部と嵌合する嵌合部を備える構成である。
この起立状材は、既設屋根の表面に対して略鉛直状であっても、内側、外側への傾斜状であってもよく、配設状態において風を受ける表面である起立状部も、略平坦状でも段状でも流線形（曲面状）でもよい。また、前記取付面材がピース材（＝短幅）として形成されるのに対して、一般的に長尺材（＝広幅）として形成される。

また、前記嵌合部は、前記取付面材に設けた連結受部に嵌合させて取り付ける箇所であり、起立状部の裏面側に形成することが多いが特に限定するものではない。例えば後述する図示実施例のように裏面側に突出する略Ｌ字状片を形成し、該略Ｌ字状片に嵌合部を設けるようにしてもよいし、起立状部を切り欠いて嵌合部を形成するようにしてもよい。

前記構成の外設部材を取り付ける既設屋根は、特に太陽電池を用いているか否かを限定するものではないが、太陽電池を用いた既設屋根に適用することにより、前述の格別の効果（立設させた起立状部の作用にて、太陽電池上の通気によって太陽電池の裏面空間の暖められた空気や熱量を速やかに排出（放出）することができ、太陽電池セルの温度上昇による発電効率の低下を防ぐ）を奏することができる。
また、太陽電池の有無に関わらず、立設させた起立状部の作用にて雪止め作用をも果たす。

本発明の外設部材１は、既設屋根５に取り付ける取付面材２と、該取付面材２に一体的に連結する起立状材３とからなり、既設屋根５に取付具（７Ｃ）を用いて容易に取付面材２を取り付けることができ、該取付面材２に容易に起立状材３を嵌合させて一体的に連結することができる。
図１（ａ）に示す図示実施例は、ハゼ組み式の折板屋根６０上に太陽電池パネル４を敷設した外装構造（＝既設屋根５）に、図示しない固定部材に代えて本発明の外設部材１を構成する取付面材２を固定部材兼用として用いた例である。

前記取付面材２は、既設屋根５への取付具７Ｃが貫通する通孔２１１と、前記起立状材３を連結する一つ以上の連結受部２３１とを備える構成である。
図示実施例における取付面材２は、前述のように太陽電池パネル４を保持する固定部材を兼用するものであり、図２に示すように中央に通孔２１１を有する略平坦状の固定部２１を備える略矩形状のピース材であり、その水上側（図面右側）及び水下側（図面左側）の端縁をそれぞれ折り上げ（折り上げ片２１２）、その左右の端縁をそれぞれ折り下げ（折り下げ片２１３）ている。また、前記折り上げ片２１２の中央部分の上端から外方へ略水平状に延在させて保持部２２，２２が形成され、該保持部２２の下面にはアース２２１が三箇所ずつに設けられている。さらに、水下側の保持部２２の左右には、やや内向き傾斜状に立ち上がる起立状片２３，２３が形成され、各起立状片２３には、起立状材３を取り付ける連結受部２３１が設けられている。

前記起立状材３は、前記取付面材２の連結受部２３１と嵌合する嵌合部３２１を備える構成である。
図示実施例における起立状材３は、図１（ｄ）及び図３（ｇ）に拡大して示すように風を受ける表面である起立状部３１が流線形（曲面状）であり、該起立状部３１の裏面側に逆Ｌ字状片３２が長さ方向に亘って形成され、該逆Ｌ字状片の下端に前記取付面部２の連結受部２３１と嵌合する嵌合部３２１が設けられている。また、この起立状材３は、図１（ａ），（ｂ）や図３（ｅ）などから明らかなように短幅（ピース状）の取付面材２に対して広幅（長尺材）に形成されている。

なお、前記連結受部２３１は、図２（ａ），（ｂ），（ｅ）などから明らかなように起立状片２３の水下側からスリットを入れて略半円弧状に水上側へ突出させた形状であり、前記嵌合部３２１は、起立状部３１の裏面に形成した逆Ｌ字状片３２の下端に設けた断面略鏃状である。
そのため、固定された前記取付面材２に対し、その起立状片２３が、起立状部３１と逆Ｌ字状片３２との間に挿入されるように上方から起立状材３を落とし込むようにすることにより、前記連結受部２３１と嵌合部３２１とが嵌合して一体的に取り付けられる。なお、前述のように取付面材２は短幅に、起立状材３は広幅に形成され、左右に隣接して取り付けられる前記取付面材２，２に跨がって起立状材３を嵌合させて取り付けている。

なお、前述のように既設屋根５は、ハゼ組み式の折板屋根６０上に太陽電池パネル４を敷設した外装構造であるが、図３（ａ）〜（ｃ）に示す施工手順にて施工される。
図３（ａ）に示すように折板屋根６０は、山部と谷部とを構成する外装材６Ａと、図示しない下地材に固定されて前記外装材６Ａを保持する保持部材とからなる。この折板屋根６０を構成する外装材Ａは、略平坦状の平板部の左右に傾斜状に立ち上がる立ち上がり部６２，６２を有し、各立ち上がり部６２の外側へ延在させ、略鉛直状に起立させた構成であり、隣接する外装材６Ａ，６Ａの当該部分を重合させてカシメてハゼ部６１としたものである。
前記折板屋根６０には、左右分割型の（支持金具の）本体７Ａと略ハット型の連結枠体７Ｂと上向きの縦ボルト７Ｃとを一体化してなる支持金具７が取り付けられ、さらにその上面には、断面略低ハット状の受け金具９が取り付けられている。

前記支持金具７を構成する本体７Ａは、上端に略平坦状の受けフランジ７１が設けられ、その下方に通孔を有する縦片部分を介して外方へ膨出状の包持部７２が設けられ、さらにその他方に着座部７３が設けられている。
この本体７Ａと連結枠体７Ｂと縦ボルト７Ｃとは、係合状に組み合わされ、その着座部７３を折板屋根６０の載置部６３上に受支させると共に、その包持部７２がハゼ部６５，６５'を覆うように配置した状態で前記縦片部分に設けた通孔に連結具７４を締着することにより一体化される。
そして、図３（ａ）に示すようにハゼ組み式の折板屋根６０上に、前記構成の支持金具７を一体状に取り付ける。この支持金具７の取付は、予め本体７Ａと連結枠体７Ｂと縦ボルト７Ｃとを一体状に組んだ状態で、前記折板屋根６０に形成されたハゼ部６５，６５'の左右から本体７Ａを組み付けることで半ば自動的に一体化され、縦ボルト７Ｃが支持金具７に立設されるものとなる。

前記受け金具９は、前後の端縁が前記支持金具７の受けフランジ７１に沿わせる受支部９１，９１であり、その間に隆状に形成された固定受部９２が形成され、該固定受部９２の略中央には、前記支持金具７の縦ボルト７Ｃが挿通する孔９２１が形成される構成である。
そして、図３（ｂ）に示すように取り付けた前記支持金具７の縦ボルト７Ｃに、前記構成の受け金具９を挿通させるが、この時点ではナット７Ｄを止着しない。この受け金具９は、太陽電池パネル４の敷設を容易にするものであって、受支部９１，９１と固定受部９２との間の段差が、太陽電池パネル４，４の端縁を係止する位置規制作用を果たす。

前記太陽電池パネル４は、太陽電池セルをガラス等に積層させてモジュール化し、周縁に枠体（フレーム）を配して敷設したものである。このフレームは、上端に略コ字状の保持部分を有し、該保持部分から下方へ沿在する縦片部分を有し、下端には前記受け金具９の受支部９１上に沿わせる接地部分が形成され、この下端（接地部分）が前記受け金具９の受支部９１上に支持される状態で敷設されている。
そして、図３（ｃ）に示すように取り付けた前記受け金具９の受支部９１上に太陽電池パネル４を配設する。

このように、ハゼ組み式の折板屋根６０上に太陽電池パネル４を敷設した既設屋根５に対し、太陽電池パネル４を保持するための固定部材に代えて前記構成の取付面材２を固定し、該取付面材２に対して起立状材３を一体的に連結すれば、既設屋根５に起立状部３１を有する外設部材１が一体的に接続された構造が構築されるものとなる。
したがって、図示実施例における前記構成の外設部材１を取り付ける既設屋根５とは、太陽電池パネル４及び固定部材を指すが、取付箇所としては、受け金具９上となる。

このように施工される本発明の外設部材１は、各種の既設屋根に容易に取り付けられる取付面材２と、該取付面材２に嵌合させて容易に一体的に連結することができる起立状材３とからなり、既設屋根５に容易に起立状部３１を立設させることができる。立設された起立状部３１は、太陽電池パネル４の裏面空間５０にて温められた空気を排出して、太陽電池セルの温度上昇を抑え、発電効率の低下を防ぐことができる。

そして、本発明の外設部材１にて立設された起立状部３により、起立状部３１に当たった風が上方に乱流を起こし、起立状部３１の上端を減圧状態とするため、裏面空間５０の空気が表面側へ吸い出す作用が果たされるので、裏面空間５０の空気の流れを著しく速め、太陽電池セル自体が発生する温度を抑えることで発電効率の低下を防ぐ。更に、起立状部３１は、雪止めとしても機能し、太陽電池上での滑雪を防ぐ作用も果たす。

１外設部材
２取付面材
２１固定部
２２保持部
２３起立状片
２３１連結受部
３起立状材
３１起立状部
３２逆Ｌ字状片
３２１嵌合部
４太陽電池パネル
５既設屋根
５０裏面空間
６０折板屋根
７支持金具
９受け金具

Claims

既設屋根に取り付ける取付面材と、該取付面材に一体的に連結する起立状材とからなる起立状部が立設する外設部材であって、
前記取付面材は、既設屋根への取付具が貫通する通孔と、前記起立状材を連結する一つ以上の半円弧状の突出部である連結受部とを備え、
前記起立状材は、前記取付面材の連結受部と弾性的に嵌合する逆Ｌ字状片の下端が楔状である嵌合部を備え、
既設屋根に前記取付面材を取り付けると共に、左右に隣接して取り付けられた前記取付面材に跨がって前記起立状材の嵌合部を弾性的に嵌合させて取り付けることを特徴とする起立状部が立設する外設部材。
太陽電池を用いた既設屋根に、請求項１に記載の外設部材を配設したことを特徴とする太陽電池を用いた外装構造。