JPH0642128A - 太陽電池付き屋根パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天窓が容易に設置可能な太陽電池付き屋根パ
ネルを提供する。 【構成】 屋根パネル本体２の上面に、太陽電池１０が
設けられたパネル状の太陽電池モジュール３とガラス１
８とを取り付けたフレーム１１を張り、ガラス１８の部
分に対応して、屋根パネル本体２および天井２０にそれ
ぞれ開口２Ａ、２０Ａを開け、透明なガラス１８を居室
内から直接見えるようにして天窓部８を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅等の屋根を構成す
る屋根パネルであって、太陽電池が取り付けられている
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の建築構造物の屋根の上に
太陽電池を設置し、この太陽電池から住宅に電力を供給
し、省エネルギー化を図ることが実施されている。太陽
電池を屋根に設置するにあたっては、既設の屋根の上
に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池ユニット
を専用架台により固定する架台固定式、あるいは、瓦に
太陽電池を内蔵させたいわゆる太陽電池瓦を、屋根パネ
ルに葺くといった手段が一般的である。

【０００３】ところが、これらの屋根に対する太陽電池
の設置手段においては、架台固定式の場合、架台取り付
けのために、瓦などの屋根材や野地板、垂木などを痛
め、防水、耐久性を得るのが難しい上に、太陽電池の電
線の配線を外部に露出させることになり、その電線が直
接風雨や太陽光の影響を受けやすく、また、太陽電池瓦
の場合、瓦どうしの接合部に設けた通電用のコネクタ
が、雨水の侵入により腐食しやすいといった、それぞれ
欠点を有するものであった。

【０００４】そこで、屋根に対する太陽電池の新たな設
置手段として、屋根を構成する屋根パネルに、複数の太
陽電池モジュールを取り付けて両者を一体化させ、この
太陽電池付き屋根パネルを複数並べることにより、屋根
の敷設と同時に太陽電池を設置する技術が開発されてき
ている。

【０００５】この太陽電池付き屋根パネルは、配線の露
出や雨水の侵入を回避できて、上記従来の屋根に対する
太陽電池の設置手段が有する欠点を解決することを可能
とするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、住宅等にお
いては、窓の他に居室内に光を採り入れる手段として屋
根に天窓を設けることが行われているが、上記のような
太陽電池付き屋根パネルを屋根全面に取り付けたとする
と、その天窓を設けることができず、したがって上記の
ような太陽電池付き屋根パネルを用いても屋根に天窓を
設けることができる技術が望まれてきた。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、天窓が容易に設置可能な太陽電池付き屋根パネ
ルを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、屋根パネル本体の上面
に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池モジュー
ルがフレームを介して貼設され、かつその一部が天窓部
とされた太陽電池付き屋根パネルであって、前記天窓部
を、前記屋根パネル本体および天井に開けられた開口
と、これら開口の上方において前記フレームに組み込ま
れたガラス等の透明パネルとから構成したことを特徴と
している。

【０００９】

【作用】本発明の太陽電池付き屋根パネルによれば、当
該屋根パネル自体に天窓部が設置されて、この天窓部か
ら光が住宅内に採り入れられたり、住宅内において空を
見上げたりすることができ、したがって、屋根パネルが
屋根の全面を構成したとしても、改めて天窓を設ける必
要がなく容易に住宅内に対する採光が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、その一実施例の太陽電池付き屋根パネ
ル１が住宅の屋根として取り付けられた状態を示してい
る。この屋根パネル１は、必要に応じた数だけ取り付け
られ、その数は、場合によっては１枚であったり、屋根
の全面を構成するよう取り付けられたりする。

【００１１】この屋根パネル１は、長方形状の屋根パネ
ル本体２の上面に、太陽電池が設けられたパネル状の太
陽電池モジュール（以下単にモジュールと略称する）３
が複数取り付けられて貼設された基本構成となってお
り、軒先Ｐ側から棟Ｑ側に屋根の勾配に沿って張られて
いる。

【００１２】屋根パネル本体２は、図２および図３に示
すように、上面にアスファルトルーフィング４が施され
た長方形状の合板５の上面および下面に、複数の芯材６
および垂木７がそれぞれ格子状に組まれて接着・釘打ち
等の手段により固着されてなる。

【００１３】合板５の上面は、縦横の各芯材６により、
同一寸法である複数の長方形状ブロックが区画されてい
る。本実施例の場合、このブロックは縦に４個、横に３
個の計１２個であり、そのうち、棟Ｑ側から２段目の真
ん中のブロックは天窓部８とされ、その他のブロック
に、前記モジュール３が取り付けられている。

【００１４】芯材６は、屋根パネル本体２の長さ方向両
端にわたって延びる縦芯材６ａと、これに直交して各縦
芯材６ａ間に配された横芯材６ｂの２種類であって、横
芯材６ｂは縦芯材６ａよりも薄く、両者の上面が面一の
状態となるよう横芯材６ｂは縦芯材６ａに固着され、実
際には縦芯材６ａのみが前記合板５に固着され、横芯材
６ｂは合板５からやや離間して浮いた状態となってい
る。

【００１５】前記モジュール３は、略正方形状の透明板
９に太陽電池セル（図示略）が内蔵されてなる太陽電池
１０が、図示を省略したジョイントにより長方形状に複
数（この場合縦６枚×横４枚の計２４枚）組み合わされ
たパネル状のものである。太陽電池としては、ＰＮ接合
を利用したエネルギー変換器であって、たとえば、Ｎ形
Ｓｉ基板に１〜３μのＰ形層を形成して表面より光がＰ
Ｎ接合に到達するようにし、その光起電力効果を利用し
たものを用いる。

【００１６】これらモジュール３は、屋根パネル本体２
と外形寸法が略同一のフレーム１１に組み込まれてい
る。このフレーム１１は、図４に示すように、幅方向両
端下面にシール材１２が貼られた平な上板１３と、幅方
向両端上面にシール材１４が貼られ断面凸状に形成され
た下板１５と、前記シール材１３と下板１５の上端部間
に挟み込まれるパッキン１６とから構成された枠材１７
が、前記ブロックに対応して格子状に枠組みされたもの
で、下板１５を縦芯材６ａおよび横芯材６ｂに釘打ち等
により固着した後、各モジュール３（モジュール３の透
明板９）の縁を両シール材１２、１４に挟み、上板１３
を下板１５にねじ止め等の手段で結合することにより、
各モジュール３が、前記天窓部８に対応する部分を除い
た各枠材１７の間に嵌め込まれている。なお、前記シー
ル材１２、１４およびパッキン１６は、ブチルゴム等で
成形されたものが好適である。

【００１７】そして、このように各モジュール３がフレ
ーム１１に取り付けられ、さらにこのフレーム１１が、
枠材１７の下面を前記屋根パネル本体２の縦芯材６ａお
よび横芯材６ｂに合わせて載せられ、接着等の手段によ
り固着されることにより、複数のモジュール３が取り付
けられてなる屋根パネル１が構成されている。

【００１８】この屋根パネル１は、前述のごとく前記横
芯材６ｂが合板５からやや離間して浮いた状態となって
いることにより、合板５とモジュール３との間に、軒先
Ｐ側から棟Ｑ側に向かって延びる通気層１Ａを有してい
る。また、縦芯材６ａにも、各ブロックごとに、横隣り
の通気層１Ａどうしを連通する切欠き（図示略）が形成
されている。

【００１９】また、軒先Ｐ側には軒先換気ガラリ２５
が、棟Ｑ側には棟換気金物２６がそれぞれ設けられてお
り、外気が、軒先換気ガラリ２５から通気層１Ａを通っ
て棟換気金物２６に至り、ここから外部に排出されるよ
う構成されている。図１における破線矢印は、その外気
の流れを示している。

【００２０】さて、次に前記天窓部８を説明すると、屋
根パネル本体２の天窓部８にあたるブロックは、切り欠
かれて開口しており、この開口２Ａの周囲における合板
５の縁の上面には、前記縦芯材６ａと、この縦芯材６ａ
と同一厚さの横芯材６Ｂとが固着され、また、下面には
前記垂木７が固着されている。

【００２１】また、フレーム１１の天窓部８にあたる枠
材１７の間には、ガラス（透明パネル）１８が嵌め込ま
れている。このガラス１８は、外形寸法（縦、横、厚
さ）が前記モジュール３と同一の長方形状であって、モ
ジュール３と同様に枠材１７に嵌め込まれている。

【００２２】天窓部８の周囲の前記縦芯材６ａおよび横
芯材６Ｂの上には、前記アスファルトルーフィーング４
が被せられ、その上に、断面コ字状の水切板１９が嵌め
込まれて固着されている。この水切板１９は、前記フレ
ーム１１の下板１５とともに縦芯材６ａおよび横芯材６
Ｂに固着されている。

【００２３】一方、図２および図３に示すように、屋根
の下方の天井２０は、野縁２１に石膏ボード等からなる
天井板２２が張られて構成されているが、前記天窓部８
にあたる部分は切断加工等により開口され、開口２０Ａ
が形成されている。また、天井板１９の上方にも、梁２
３が設けられている。

【００２４】そして、天井２０の開口２０Ａの上方に、
天窓部８を合わせて上記屋根パネル１を配し、互いに合
わせた垂木７と上側の梁２３とを接着・釘打ち等の手段
により固着して、屋根パネル１は天井２０に取り付けら
れる。

【００２５】そして、天窓部８の周囲の縦芯材６ａおよ
び横芯材６Ｂから、前記天井板２２の開口縁にわたっ
て、石膏ボード等からなる仕切板２４を張り付ける。こ
の仕切板２４の上端部は、前記水切板１９と縦芯材６ａ
および横芯材６Ｂとの間に差し入れる。この仕切板２４
は天窓部８における屋根パネル本体２および天井２０の
開口２Ａおよび２０Ａの四方に張り付けられ、少なくと
も、下側の野縁２１と縦芯材６ａおよび横芯材６Ｂに対
し、接着・釘打ち等の手段により固着される。これによ
って、天井２０の下方の居室等の住宅内から、前記ガラ
ス１８を通して空を見上げることができるとともに、太
陽光が住宅内に差し込んでくる。

【００２６】上記屋根パネル１においては、各モジュー
ル３は、前記通気層１Ａに図１の一点鎖線２７のごとく
取り回された電線により直列に接続され、かつ棟金物２
６内から住宅Ｊ内に設けられた充電手段（図示略）に接
続され、この充電手段から屋内配線がなされて、電力が
供給されるようになっている。

【００２７】上記構成の本実施例の屋根パネル１によれ
ば、屋根パネル１自体に天窓部８が設置されて、この天
窓部８から光が住宅内に採り入れられたり、住宅内にお
いて空を見上げたりすることができる。したがって、屋
根パネル１が屋根の全面を構成したとしても、改めて天
窓を設ける必要がなく容易に住宅内に対する採光が図れ
る。

【００２８】また、屋根パネル本体２とモジュール３と
の間に、通気層１Ａが形成されているので、モジュール
３の熱放散がなされ温度上昇が抑制される。しかも、通
気層１Ａは、軒先Ｐから棟Ｑに向かいその勾配に沿って
延びているので、この通気層１Ａ内には軒先Ｐから棟Ｑ
に向かって上昇気流が発生し、通気層１Ａ内の空気の流
れはその上昇気流により活発であり、このため、モジュ
ール３の温度上昇の抑制作用がより促進される。この結
果、太陽電池モジュール３のエネルギー変換効率が常に
高く維持され、安定した電力供給が図られる。

【００２９】また、各モジュール３の電線２７は通気層
１Ａに配線され、各モジュール３により保護されて外部
に露出していないので、直接風雨や太陽光の影響を受け
にくい。

【００３０】さらに、通気層１Ａが軒先Ｐから棟Ｑにわ
たって連通していることにより、電線２７を、屋根パネ
ル１を組み立てる際に結線して棟Ｑ側の端部に引き出し
ておけば、施工時に通気層１Ａから棟Ｑ側に引き出して
屋内に配線することができ、これによって、屋根の上で
太陽電池の配線作業を行う必要がなく、施工に手間がか
からない。

【００３１】なお、本発明においては、天窓部の数およ
び設置箇所は上記実施例に限られるものではなく、これ
らは必要に応じて適宜に設定されるものである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の太陽電池付き屋
根パネルによれば、屋根パネル本体の上面に、太陽電池
が設けられたパネル状の太陽電池モジュールがフレーム
を介して貼設され、かつその一部が天窓部とされた太陽
電池付き屋根パネルであって、前記天窓部を、前記屋根
パネル本体および天井に開けられた開口と、これら開口
の上方において前記フレームに組み込まれたガラス等の
透明パネルとから構成したことを特徴とするものである
ことから、当該屋根パネル自体に天窓部が設置されて、
この天窓部から光が住宅内に採り入れられたり、住宅内
において空を見上げたりすることができ、したがって、
屋根パネルが屋根の全面を構成したとしても、改めて天
窓を設ける必要がなく容易に住宅内に対する採光が図れ
るといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の太陽電池付き屋根パネルが
適用された状態の住宅の屋根の斜視図である。

【図２】図１のＥーＥ線断面図である。

【図３】図１のＦーＦ線断面図である。

【図４】図３のＧ部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池付き屋根パネル ２ 屋根パネル本体 ２Ａ 屋根パネル本体の開口 ３ 太陽電池モジュール ８ 天窓部 １０ 太陽電池 １１ フレーム １８ ガラス（透明パネル） ２０ 天井 ２０Ａ 天井の開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根パネル本体の上面に、太陽電池が設
   けられたパネル状の太陽電池モジュールがフレームを介
   して貼設され、かつその一部が天窓部とされた太陽電池
   付き屋根パネルであって、 前記天窓部は、前記屋根パネル本体および天井に開けら
   れた開口と、これら開口の上方において前記フレームに
   組み込まれたガラス等の透明パネルとから構成されてい
   ることを特徴とする太陽電池付き屋根パネル。