JPH0762802A - 太陽電池がわら - Google Patents

太陽電池がわら

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JPH0762802A
JPH0762802A JP5206757A JP20675793A JPH0762802A JP H0762802 A JPH0762802 A JP H0762802A JP 5206757 A JP5206757 A JP 5206757A JP 20675793 A JP20675793 A JP 20675793A JP H0762802 A JPH0762802 A JP H0762802A
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straw
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Shinji Fujikake
伸二 藤掛
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
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    • H02S20/25Roof tile elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Photovoltaic Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スレートがわらに代えて葺くことのできる太陽
電池がわらの太陽電池相互の接続を容易にする。 【構成】屋根を葺くときに重ねられない下半部の基板裏
面あるいは表面上に備えた太陽電池の両極に接続される
裏面の端子の一つから、上半部で基板を貫通して表面側
に導線を引き出しておく。この導線と、上に重なる上段
のかわらの裏面側にある他の極の導線とは容易に接続で
き、従来困難であった縦方向の接続ができる。二つの太
陽電池を左右対称に搭載すると、斜めにかわらを重ねて
葺く際、太陽電池が縦方向に一線上に並び一層接続が容
易になる。一つの端子にそれぞれ一方が表面側に引き出
される二対の導線を接続しておけば、直並列接続が容易
になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、住宅等の屋根の構成要
素として、太陽光発電に利用することのできる太陽電池
がわらに関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電は、クリーンなエネルギー源
として大きな期待が寄せられている。しかし、発電電力
量を増大させるためには、大きな面積の太陽電池が必要
となり、設置場所が問題となってくる。住宅等の屋根を
太陽電池の設置場所として用いることはその問題を解決
し、しかも電力の消費地に近いという利点をもつ。住宅
等の屋根に設置するのを目的とした太陽電池がわらの一
例として、図2に裏面側を示すスレートがわらと互換性
を持つものがあげられる。この太陽電池モジュールは、
強化ガラス等からなり、スレートがわらと同一寸法、形
状の基板1の裏面上に複数枚の素子を用いてモジュール
とされた太陽電池2を取付け、エチレンビニルアセテー
ト (EVA) 等の結着樹脂を介してポリビニルフルオラ
イドとアルミニウムの複合材料からなる保護フィルム3
をラミネートした構造となっている。太陽電池2の両端
の電極に接続された裏面の端子は端子ボックス4に収容
されており、末端に+極端子環61を有するリード線51、
−極端子環62を有するリード線52が引き出されている。
この太陽電池がわら10を図3に示すようにスレートがわ
らの代わりに穴7に挿入されるねじを用いて屋根の下地
材上に固定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この太陽電池
がわら10を、図3に示すように太陽電池1のない上半部
にすぐ上のかわら10が重なるようにして葺く場合、重ね
る前に裏面側から引き出されたリード線5を接続しなけ
ればならない。このため、かわら間の接続は横方向に限
られ、縦方向、すなわち屋根の勾配方向に接続すること
は困難である。従って、このモジュールを直並列接続し
ようとするときには、別のリード線を介在させる複雑な
施工が必要となる欠点がある。特に並列接続には長いリ
ード線を用いなければならない。
【0004】本発明の目的は、上記の欠点を除去し、縦
方向の電気的接続が可能な太陽電池がわらを提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の太陽電池がわらは、屋根を葺く際に棟側
のかわらが重ねられない下半部の基板の一面上に太陽電
池を、裏面に基板を上半部で貫通して表面側に引き出さ
れた導線および基板を貫通しない導線がそれぞれ接続さ
れた両極端子を備え、その両極端子の各々が太陽電池に
接続されたものとする。太陽電池が2個で横方向に左右
対称に配置されたことが有効である。また、一つの極の
端子に2本の導線が引き出され、そのうちの1本が表面
側に引き出されることも良い。
【0006】
【作用】基板の裏面に備えられた端子の一方の極から引
き出された導線が基板の上半部で貫通して表面に出てい
るため、この太陽電池がわらで屋根を葺く際は、予め表
面に出ている端子を棟側のかわらの裏面側にある端子と
接続すれば、その接続部は棟側のかわらに覆われ、接続
導線を露出させることなく、雨水等にさらされるおそれ
なしに各かわらの太陽電池を縦方向に直列接続すること
ができる。しかし、かわらを斜めに重ねて葺く場合、1
枚のかわらの太陽電池が1個だけあるときには、接続導
線を斜方向に引き出さねばならず、施工が面倒である
が、太陽電池を2個にし、それぞれから1本の導線を表
面側に引き出しておけば、1個の太陽電池の上方に棟側
のかわらの1個の太陽電池が位置するので、接続導線を
傾斜方向にまっすぐに張ることができ、接続導線が短く
てすみ、施工が楽になる。また、各極の端子に2本ずつ
導線を接続しておけば、そのうちの1本を用いて横に葺
かれたかわらと接続することもでき、横方向で縦に並ん
でいる太陽電池との並列接続も直列接続も容易にでき
る。
【0007】
【実施例】以下、図2、図3を含めて共通の部分に同一
の符号を付した各図を引用して本発明の実施例について
述べる。図1に裏面から見た平面図を示す本発明の一実
施例の太陽電池がわらは、基板1として透光絶縁性でか
つ耐候性、機械的強度に優れた強化ガラス、強化プラス
チックあるいはアクリル板等が用いられ、その裏面側に
太陽電池2をEVA等の結着樹脂、ポリビニルフルオラ
イドとAlの複合材料からなる保護フィルム3を用いてラ
ミネートしたものである。太陽電池2は、アモルファス
シリコン、結晶シリコン等の半導体を用いたもので、1
枚の基板上に形成されたものでも、複数の太陽電池素子
をモジュール化したものでもよい。このモジュール2の
両極は端子ボックス4に収容された二つの端子とそれぞ
れ接続されている。基板1の裏面上半部にある端子ボッ
クス4からは、末端に+極端子環61を有するリード線51
が基板1に明けられた穴8から表面側に引き出され、末
端に−極端子環62を有するリード線52は裏面上を下方へ
延びている。このかわら10で屋根を葺くときは、庇側の
かわらの表面に出ているリード線51と予めリード線52を
接続したかわらを棟側で重ねる。これにより、棟側のか
わら10の下半部に庇側のかわら10の端子ボックスおよび
リード線51が覆われる。しかし通常、かわらは棟側のか
わらを幅半分だけずらして斜め方向に重ねるため、リー
ド線51、52を斜め方向に張らなければならず、施工が面
倒になる。次に示す実施例はこの点を改善したものであ
る。
【0008】図4に示す本発明の別の実施例の太陽電池
がわら11では、1枚の基板1の裏面に左右に対称に二つ
の太陽電池モジュール2が設置され、1枚の保護フィル
ム3と結着樹脂を用いてラミネートされている。各モジ
ュール4ごとに備えられた端子ボックス4からは、それ
ぞれ穴8を通して表面側にリード線51が引き出され、裏
面上をリード線52が下方に延びている。
【0009】図6はこのような太陽電池がわら11を葺い
た屋根を上方から見た図で、透光性の基板1を通して見
ることのできる太陽電池2は、斜線を引いて示してい
る。図4の太陽電池がわら11を用いた場合の接続は図の
左側に点線で示し、各リード線51をその上に重ねられる
かわら11のリード線52と接続しておくことにより、縦方
向の一線上に並んだ各太陽電池2は直列接続され、所要
の出力電圧、例えばインバータ駆動電圧280 Vを得るこ
とができる。各直列接続の太陽電池を並列接続するに
は、別のリード線を用いて横方向に接続する必要があ
る。次に示す実施例ではそのような別のリード線も不要
になる。
【0010】図5に示す本発明の別の実施例の太陽電池
がわら11は、図4の場合と同様に左右に対称に2個配置
されているが、各端子ボックス4からは、末端に+極端
子環61を有するリード線51と−極端子環62を有するリー
ド線52の一対が表面側、裏面側にそれぞれ引き出されて
いる。上端および下端の端子ボックスを、図6の最も右
側に示したようにリード線51あるいは52を用いて相互に
接続すれば、縦方向に一線上に並んで直列接続された太
陽電池2を並列接続することができる。中間のかわらの
リード線の残りの各1本は使用しないか、あるいはこれ
らもまた横方向で接続してもよい。図6でその左側に示
した接続では、縦方向に並ぶ太陽電池がわらに一列ごと
にリード線51、52の引出し方向を逆にしたものを用いて
おり、これにより各列の直列接続太陽電池をさらに直列
に接続することも可能になって、出力電圧をさらに高く
することもできる。このように一つの極の端子から2本
の導線を引き出すことは、図1に示した実施例に対して
も適用できる。
【0011】以上の実施例では、基板を通して裏面側の
太陽電池に光を入射させるタイプであるが、絶縁処理し
た金属基板を用い、表面上の太陽電池に表面保護の透明
フィルムや強化ガラス等を通じて光を入射させるタイプ
のものにも実施できる。またかわらに限らず、同様に露
天で使われる建材、例えば壁材などへも応用可能であ
る。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、基板裏面上端子箱に接
続される一対あるいは二対の導線のうち、一方の極のも
のを基板の表面側に引き出し、棟側に重ねられる次のか
わらの下に入るようにすることにより、そのかわらの裏
面側にある他方の極の導線との接続が容易で、導線を伝
わる雨水等のために端子との接触抵抗が増大したり、絶
縁が劣化することがない。そして縦方向の直列接続も容
易であり、導線を二対ずつ出すことにより横方向の並列
接続も可能であって、住宅の屋根を利用して任意の電
圧、電流の電力を安全に供給することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の太陽電池がわらの下面図
【図2】従来の太陽電池がわらの下面図
【図3】図2のかわらを用いた屋根の平面図
【図4】本発明の別の実施例の太陽電池がわらの下面図
【図5】本発明のさらに別の実施例の太陽電池がわらの
下面図
【図6】図4、図5に示したかわらを用いた屋根の平面
【符号の説明】
1 基板 2 太陽電池 3 保護フィルム 4 端子ボックス 51、52 リード線 61 +極端子環 62 −極端子環 7 取付穴 8 穴 10、11 太陽電池がわら

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】屋根を葺く際に棟側のかわらが重ねられな
    い下半部の基板の一面上に太陽電池を、裏面上に基板を
    上半部で貫通して表面側に引き出された導線および基板
    を貫通しない導線がそれぞれ接続された両極端子を備
    え、その両極端子の各々が太陽電池に接続されたことを
    特徴とする太陽電池がわら。
  2. 【請求項2】太陽電池が2個で横方向に左右対称に配置
    された請求項1記載の太陽電池がわら。
  3. 【請求項3】一つの極の端子から2本の導線が引き出さ
    れ、そのうちの1本が表面側に引き出された請求項1あ
    るいは2記載の太陽電池がわら。
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US11336223B2 (en) 2015-05-26 2022-05-17 Arcelormittal Electrical connection device for a photovoltaic system

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