JP7189784B2 - 太陽電池装置および太陽電池装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1で示されるように、第1実施形態に係る太陽電池装置2は、例えば、設置対象部としての傾斜した屋根1の上に取り付けられている状態で位置している。以下では、まず、屋根1の構成について、図1から図3(b)に基づいて説明する。その後、第1実施形態に係る太陽電池装置2について、図1および図4から図12に基づいて説明する。
図1および図2で示されるように、屋根1は、下地部1Bmと、屋根材1Rfと、第1締結部1Mtと、を備えている。
図1で示されるように、太陽電池装置2は、例えば、複数の太陽電池モジュール2Moと、保持部2Hdと、被覆層2Cvと、を備えている。図1および図11では、屋根1および保持部2Hdの構造を示すために、被覆層2Cvの記載が便宜的に省略されており、図8(a)、図9および図12では、便宜的に被覆層2Cvの最表面の外縁が二点鎖線で描かれている。また、図1の例では、複数の太陽電池モジュール2Moは、第2方向(-Y方向)に沿ってならんでいる状態で位置している。換言すれば、複数の太陽電池モジュール2Moは、平面的にならんでいる。
図4および図5で示されるように、各太陽電池モジュール2Moは、例えば、太陽電池パネルPn1と、この太陽電池パネルPn1の外縁部を補強しているフレームF1と、を有する。
保持部2Hdは、設置対象部としての屋根1の上に位置している。この保持部2Hdは、複数(ここでは、3つ)の太陽電池モジュール2Moを保持している状態で位置している。
図1および図6で示されるように、各固定用具2Fxは、設置対象物としての屋根1の上に位置している。図6の例では、屋根1の上に、20個の固定用具2Fxが位置している。具体的には、第2方向(-Y方向)に沿ってならんでいる5つの固定用具2Fxをそれぞれ有する4つの固定用具2Fxの列が、第3方向(+X方向)にならんでいる。各固定用具2Fxの素材には、例えば、耐候性に優れたステンレス鋼あるいはアルミニウムなどが採用される。
図1および図10で示されるように、梁部材2Hmは、複数の固定用具2Fxの上に架設されている状態で位置している。図12で示されるように、例えば、梁部材2Hmは、固定用具2Fxのうちの立設部St2の支持部分Sp2上に位置している状態で、この支持部分Sp2に対して第2締結部2Mtによって固定されている。第1実施形態では、梁部材2Hmは、第3方向(+X方向)において隣り合うように位置している2つの固定用具2Fxの上に架設されている状態で位置している。このため、各梁部材2Hmは、第3方向(+X方向)に沿った長手方向を有する。そして、第2方向(-Y方向)において、複数本(ここでは、5本)の梁部材2Hmが間隔を空けてならんでいる状態で位置している。図1および図10の例では、第2方向(-Y方向)に間隔を空けてならんでいる、5本の梁部材2Hmによってそれぞれ構成されている2つの梁部材2Hmの列が存在している。梁部材2Hmには、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が環状の四角形である角筒状の部材が適用される。この角筒状の梁部材2Hmは、例えば、ステンレス鋼あるいはメッキ鋼板の板材を用いたロール成型あるいはプレス成形などによって形成され得る。そして、例えば、角筒状の部材に存在しているフランジ部2Hmfの孔部と、立設部St2の支持部分Sp2の孔部H2cと、に挿通されている状態にある第2締結部2Mtによって、支持部分Sp2に梁部材2Hmが固定されている状態とされる。
図1および図10で示されるように、桁部材2Vmは、複数の梁部材2Hmの上に架設されている状態で位置している。例えば、桁部材2Vmは、複数の梁部材2Hmの上に位置している状態で、これらの梁部材2Hmに対してそれぞれ締結部材などによって固定されている。第1実施形態では、桁部材2Vmは、第2方向(-Y方向)において間隔を空けてならんでいる5つの梁部材2Hmの上に架設されている状態で位置している。このため、各桁部材2Vmは、第2方向(-Y方向)に沿った長手方向を有する。そして、第3方向(+X方向)において、2本の桁部材2Vmが間隔を空けてならんでいる状態で位置している。桁部材2Vmには、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が環状の四角形である角筒状の部材が適用される。この角筒状の桁部材2Vmは、例えば、ステンレス鋼あるいはメッキ鋼板などの板材を用いたロール成型あるいはプレス成形などによって形成され得る。
図1、図6、図8(a)、図11および図12で示されるように、被覆層2Cvは、設置対象部としての屋根1の上を覆っている状態で位置している。この被覆層2Cvとしては、例えば、樹脂を含有する層(樹脂含有層ともいう)が採用される。
第1実施形態に係る太陽電池装置2では、例えば、樹脂を含有している被覆層2Cvが、屋根材1Rfの第2面1Fsと、基部Bp2と、突出部Pj1の第2面1Fs側の部分と、立設部St2の接続部分Cn2と、を埋めるように被覆している状態で位置している。また、被覆層2Cvが、第2面1Fsに接着している状態で位置している。そして、立設部St2のうちの支持部分Sp2を含む部分が、被覆層2Cvから第1方向(+Z方向)に突出している状態で位置している。
本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。ここで、図13、図16から図22、図24、図30および図31では、便宜的に被覆層2Cvの最表面の外縁が二点鎖線で描かれている。図15では、屋根1および保持部2Hdの構造を示すために、被覆層2Cvの記載が便宜的に省略されている。
上記第1実施形態において、例えば、図13から図15で示されるように、第1立設部St2aおよび第2立設部St2bのうちの1つの立設部St2が存在していなくてもよい。換言すれば、固定用具2Fxは、1つ以上の立設部St2を有していればよい。図13から図15の例では、固定用具2Fxにおける第1立設部St2aおよび第2立設部St2bのうちの第1立設部St2aが取り除かれている態様が示されている。
上記第1実施形態において、例えば、図17で示されるように、基体としての屋根材1Rfが、第1面1Bsが下地部1Bmとしての桁材によって支持されている部分(被支持部分)1Spを有する場合を想定する。この場合に、例えば、接続部分Cn2が、基部Bp2のうちの被支持部分1Spの第2面1Fsに沿って位置している部分に接続している状態で位置していてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、積雪または風圧などで太陽電池モジュール2Moから立設部St2に下方向(-Z方向)に向けた正圧荷重が加わっても、屋根材1Rfのうちの正圧荷重が加えられる部分が、桁材で支持されているため、破損しにくい。
上記各実施形態において、例えば、図18で示されるように、被覆層2Cvの厚さが、凸状部分1Pr上よりも凹状部分1Rs上において大きくてもよい。この場合、例えば、被覆層2Cvの厚さが、凸状部分1Pr上から凹状部分1Rs上にかけて徐々に大きくなっている状態が考えられる。このような被覆層2Cvの厚さの変化は、例えば、吹き付け工法などにおいて使用される被覆層2Cvのもととなる液の粘度が適宜調整されることで、凸状部分1Pr上から凹状部分1Rs上に向かう液の流れが発生することで生じ得る。
上記各実施形態において、例えば、図20で示されるように、基体としての屋根材1Rfの第2面1Fsと基部Bp2との間において、基部Bp2を第2面1Fsに接着させている状態で位置している第1接着層AL2、がさらに存在していてもよい。この場合には、例えば、基部Bp2が基体としての屋根材1Rf上に接着していることで、太陽電池モジュール2Moに荷重が加わっても、屋根材1Rf上から固定用具2Fxが外れにくい。また、この場合には、太陽電池モジュール2Moに荷重が加わっても、屋根材1Rf上で固定用具2Fxがずれたりするような不具合も生じにくい。換言すれば、屋根材1Rf上に固定されている固定用具2Fxの耐荷重性能が高まり得る。ここで、第1接着層AL2の素材には、例えば、透湿性が低いブチル系の接着剤などが適用され得る。このとき、屋根1の防水性がさらに向上し得る。
上記各実施形態において、例えば、図21で示されるように、屋根材1Rfの凸状部分1Prうちの第1締結部1Mtが存在していない部分の上に、固定用具2Fxが第1接着層AL2によって固定されていてもよい。具体的には、第1締結部1Mtの代わりに、基体としての屋根材1Rfの第2面1Fsと基部Bp2との間において、基部Bp2を第2面1Fsに接着させている状態で位置している第1接着層AL2、が存在していてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、第1締結部1Mtの突出部Pj1の雄ネジ部Ml1が錆びており、雄ネジ部Ml1に第2ナットNt2を組み合わせることが出来ないときでも、屋根材1Rf上に固定用具2Fxを固定することができる。また、例えば、第1締結部1Mtの突出部Pj1が木ねじの頭部であっても、屋根材1Rf上に固定用具2Fxを固定することができる。
上記各実施形態において、例えば、図22で示されるように、固定用具2Fxの基部Bp2上および基部Bp2上から基体としての屋根材1Rfの第2面1Fs上にかけた領域を覆っている状態で位置している網状体MS0がさらに存在していてもよい。そして、被覆層2Cvが、基部Bp2とともに網状体MS0も埋めるように被覆している状態で位置していてもよい。ここで、網状体MS0には、例えば、ステンレス鋼、亜鉛メッキが施された鉄線あるいは真鍮などで構成された金網が適用される。また、網状体MS0には、例えば、ステンレス鋼またはアルミニウムなどで構成された金属の薄板に多数の貫通孔が存在している部材(パンチングメタルともいう)が適用されてもよい。
上記第1実施形態から上記第5実施形態および上記第7実施形態において、例えば、図23(a)で示されるように、第2ナットNt2の代わりに、板状で且つ環状の止め具Nt2Aが採用されてもよい。止め具Nt2Aは、例えば、リング部LG0と、このリング部LG0の内縁部Ic0から内側に突起している複数(例えば、5つ)の突起部FK0と、を有する。ここで、例えば、突起部FK0は弾性変形可能である。この場合には、第1締結部1Mtの突出部Pj1が止め具Nt2Aの貫通孔IS3Aに挿通されている状態において、突出部Pj1が有する周方向に沿った凸部および凹部のうちの少なくとも一方に突起部FK0が係合している状態で位置していてもよい。
上記第1実施形態から上記第5実施形態、上記第7実施形態および上記第8実施形態では、押さえ部材Ps2と第2ナットNt2とで固定用具2Fxを屋根材1Rfの第2面1Fsに押し付けて、固定用具2Fxを屋根材1Rfに固定したが、これに限られない。例えば、図24から図28で示されるように、固定用具2Fxが、屋根材1Rfに固定される第1固定用部材2Fx1と、この第1固定用部材2Fx1に固定される第2固定用部材2Fx2と、に分けられてもよい。換言すれば、例えば、固定用具2Fxが、第1固定用部材2Fx1と、第2固定用部材2Fx2と、を有していてもよい。このような構成が採用されても、上記第1実施形態から上記第5実施形態、上記第7実施形態および上記第8実施形態と同様な作用効果が得られる。
次に、図32(a)から図34(c)の例を挙げて、第10実施形態に係る太陽電池装置2について説明する。この太陽電池装置2が取り付けられている状態で位置している設置対象部としての屋根1は、例えば、平坦な陸屋根とされている。この陸屋根の基体としての屋根材1Rfは、ALCなどのコンクリートで構成され得る。ここで、屋根材1Rfは、例えば、下方向(-Z方向)を向いた第1面1Bsと、上方向(+Z方向)を向いた第2面(屋根面ともいう)1Fsと、を有する。
上記各実施形態では、被覆層2Cvを構成する素材として、例えば、白セメントに、アクリル系重合体などの合成樹脂エマルジョンと、珪砂などの骨材と、を配合することで準備したセメントモルタルが採用されてもよい。また、ここで、骨材として、例えば、珪砂の代わりに、セラミック繊維、ガラス繊維、ナイロン繊維およびビニロン繊維のうちの1種以上の繊維が採用されてもよい。
1Bm 下地部
1Bs 第1面
1Fs 第2面
1Ha,2Ha,H1a,H2a,H2b,H2c,H2o 孔部
1Mt 第1締結部
1Pr 凸状部分
1Pra 第1凸状部分
1Prb 第2凸状部分
1Prc 第3凸状部分
1Rf 屋根材
1Rs 凹状部分
1Rsa 第1凹状部分
1Rsb 第2凹状部分
1Sp 被支持部分
2 太陽電池装置
2Cv 被覆層
2Fx 固定用具
2Fx1 第1固定用部材
2Fx2 第2固定用部材
2Mo 太陽電池モジュール
AL2 第1接着層
Bl1 ボルト(第1部材)
Bp1 基礎部
Bp2 基部
Cn1 被接続部分
Cn1a 第1被接続部分
Cn1b 第2被接続部分
Cn2 接続部分
Cn2a 第1接続部分
Cn2b 第2接続部分
Ed1 第1端部
Ed2 第2端部
Fk1 係止部
H2d 貫通孔部
H2da 第1貫通孔部
H2db 第2貫通孔部
H2dc 第3貫通孔部
Jt2 連結部分
LY1 第1層
LY2 第2層
LY3 第3層
MS0 網状体
Ml1 雄ネジ部
Nt1 第1ナット(第2部材)
Nt2 第2ナット(止め具)
Nt2A,Nt2B 止め具
Pg1 パッキン
Pj1 突出部
Pk1 頂部
Pl1 第2板状部分
Pl2 第1板状部分
Sp2 支持部分
SL1 切り欠き部
St2 立設部
St2a 第1立設部
St2b 第2立設部
Vp1 仮想面
Wp1 出っ張り部
Wp1a 第1出っ張り部
Wp1b 第2出っ張り部
Wp1c 第3出っ張り部
Claims (10)
- 陸屋根におけるコンクリート製の屋根材の上方向を向いた屋根面上に位置している複数の土台部と、
該複数の土台部上に固定されている状態で位置している架台部と、
該架台部に保持された状態で位置している太陽電池モジュールと、
前記複数の土台部と前記屋根面のうちの前記複数の土台部の間の部分および前記複数の土台部の周囲の部分とを連続的に覆っている状態で位置している硬化性樹脂の被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記複数の土台部のそれぞれの表面および前記屋根面のいずれにも直接接着しており、
前記コンクリート製の屋根材は、前記陸屋根における上方向を向いた前記屋根面がコンクリートで構成されたものである、太陽電池装置。 - 請求項1に記載の太陽電池装置であって、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部は、前記屋根面に対して鈍角を成している状態にある傾斜面を含む側面を有する、太陽電池装置。 - 請求項2に記載の太陽電池装置であって、
前記側面は、上部に位置している第1領域と、前記屋根面に近接するように下部に位置している第2領域と、を有し、
前記第2領域が前記屋根面と成している角度は、前記第1領域が前記屋根面と成している角度よりも大きい、太陽電池装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の太陽電池装置であって、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部における前記屋根材側に位置している底面と、前記屋根面と、の間に、前記底面と前記屋根面とを接着している状態で位置している接着層、をさらに備えている、太陽電池装置。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の太陽電池装置であって、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部は、該1つの土台部と前記屋根材とを締結している状態にある締結部が取り付けられた裾部、を有し、
前記締結部は、前記屋根材のうちの前記屋根面側から厚さ方向の途中までねじ込まれた状態で位置し、
前記被覆層は、前記締結部を覆っている状態で位置している、太陽電池装置。 - 請求項1から請求項5の何れか1つの請求項に記載の太陽電池装置であって、
前記屋根材は、前記屋根面に存在している凹部を有し、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部は、前記凹部に嵌まり込むように位置している、太陽電池装置。 - 請求項6に記載の太陽電池装置は、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部は、前記凹部に嵌まり込むように位置している凸部を有する、太陽電池装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載の太陽電池装置であって、
前記複数の土台部のうちの1つの土台部の表面上と、該表面上から前記屋根面上にわたる領域と、に位置している繊維、をさらに備え、
前記被覆層は、前記繊維を埋めるように覆っている状態で位置している、太陽電池装置。 - 請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の太陽電池装置であって、
前記硬化性樹脂は、ポリウレア系樹脂を含む、太陽電池装置。 - 陸屋根におけるコンクリート製の屋根材の上方向を向いた屋根面上に複数の土台部を載置する工程と、
前記屋根面上および前記複数の土台部のそれぞれの表面上に速乾性の塗料を吹き付けて、前記複数の土台部と、前記屋根面のうちの前記複数の土台部の間の部分および前記複数の土台部の周囲の部分と、を連続的に覆っている状態で位置しているとともに、前記複数の土台部のそれぞれの表面および前記屋根面のいずれにも直接接着している硬化性樹脂の被覆層を形成する工程と、
前記複数の土台部に対して架台部を固定する工程と、
前記架台部に太陽電池モジュールを取り付ける工程と、を有し、
前記コンクリート製の屋根材は、前記陸屋根における上方向を向いた前記屋根面がコンクリートで構成されたものである、太陽電池装置の製造方法。
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