JPH08274365A

JPH08274365A - 太陽電池装置

Info

Publication number: JPH08274365A
Application number: JP7076223A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Minamino; 康幸南野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】和風家屋、特に瓦やセラミック材料で葺いた
屋根上に太陽電池を簡便に取り付けることができ、発電
量の増大をも図ることが可能な新規で画期的な太陽電池
装置を提供する。【構成】建造物の屋根１に敷設し網目もしくは開口を
複数設けたシート状体２と、該シート状体２に載置する
太陽電池パネル３と、該太陽電池パネル３をシート状体
２の網目もしくは開口に係止する係止部材とから成る。
また、太陽電池パネルに光反射体を併設し、該光反射体
からの反射光を太陽電池パネルの受光面に照射せしめる
ようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は和風家屋等の建造物の、
特に瓦やセラミック材料で葺いた屋根に配設するものと
して好適な太陽電池装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】近年、化石燃料の使用量を抑
制し、クリーンな地球環境を維持する目的で太陽電池パ
ネルによる発電が盛んに行われるようになってきてい
る。特に、最近では建造物の屋根やベランダ等に固定型
の太陽電池パネルを設置し、いわゆる分散型の太陽光発
電を行おうという気運が盛り上がってきている。

【０００３】従来より、和風家屋の瓦屋根の上に太陽電
池パネルを設置する方法としては、以下の及びに示
すものが提案されている。

【０００４】すなわち、太陽電池パネルを設置する領域における屋根瓦を剥が
して、垂木や野地板にラック取着用のボルト付金具を取
り付け、金属板等で屋根瓦を剥がした領域を葺き直した
後に、その上からラックを組んで太陽電池パネルを設置
する方法。

【０００５】瓦屋根上にラックを設置して、このラッ
クを垂木端部、母屋端部、棟木端部などに取り付けた固
定金具から引っ張ったワイヤやチェーンで固定して、ラ
ックの上に太陽電池パネルを設置する方法。

【０００６】しかしながら、上記の方法では、既設の
屋根瓦を剥がしてしまう上に、現場作業が非常に煩雑
で、ひいては設置コストが高くなってしまうという問題
があり、上記の方法では設置作業は比較的簡便となる
ものの、各戸別に大きく仕様が異なる屋根形状に対応さ
せるために、各戸別に仕様が異なったラックの設計が必
要になるといった問題があった。

【０００７】また、日本の平均的家庭の使用電力量の１
０ｋＷｈ／日を賄うためには、約３ｋＷｐの太陽電池パ
ネルを各戸に設置する必要があるといわれているが、家
屋の南向き屋根のみでは太陽電池パネルを設置するのに
必要な面積が不足であり、東向き、西向きの屋根にも太
陽電池パネルを設置しなければならない場合が多い。

【０００８】さらに、太陽電池パネルは製造コストが高
いため、できるだけ太陽電池パネルの設置量を少なくし
て太陽光反射板を用い、入射光量を増加させて発電電力
量を増大させたいという要求も強い。

【０００９】例えば、北半球では太陽電池パネルの北側
に鏡、金属板、金属薄、白色板などの太陽光線を反射で
きる装置を設置すれば、太陽電池パネルへの入射光量を
増加させる得ることは明白である。

【００１０】しかしながら、一日のうちに東から西へほ
ぼ１８０°入射方向が変わる太陽光を太陽電池パネルへ
有効に反射させるためには、この太陽電池パネルの北側
に設ける反射板は東西方向に相当延長する必要がある。

【００１１】また、特に京都のように中緯度における地
域では、東向き、西向き傾斜面の日射量は南向きの場合
と比較して、ピーク位置がそれぞれ午前側、午後側へ少
しずれたような形となり、一日当たりの日射総量は年平
均で約１０％低下するが、夏にはこれが数％となり、ご
くわずかの低下で済むことになる。冷房負荷が大きくな
り、電力需要がピークを示す夏の１０時〜１５時の間の
太陽光発電量をほぼ一定の最大値に近い値に維持するた
めにも、太陽電池パネルの設置面は南向き、東向き、西
向きの各屋根面に振り分ける方がよいことがわかる。

【００１２】以上の理由により、各戸別に設置する太陽
電池パネルは東西南のそれぞれに向いている屋根に分散
配置されることが行われるのである。

【００１３】一方、夏の冷房負荷を下げるためには、直
達日射を屋外ブラインドで遮光することが非常に有効で
あるが、従来より日本ではこれに相当するものとしては
簾の類しか無かった。

【００１４】

【目的】そこで、本発明では従来の上述した諸問題に鑑
み案出されたものであって、和風家屋、特に瓦やセラミ
ック材料で葺いた屋根上に太陽電池パネルを簡便に取り
付けることができ、発電量の増大をも図ることが可能な
新規で画期的な太陽電池装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明の太陽電池装置は、建造物の屋根に敷設し
網目もしくは開口を複数設けたシート状体と、該シート
状体に載置する太陽電池パネルと、該太陽電池パネルを
前記シート状体の網目もしくは開口に係止する係止部材
とから成る。

【００１６】また、前記太陽電池パネルに光反射体を併
設し、該光反射体からの反射光を前記太陽電池パネルの
受光面に照射せしめるようにしたことを特徴とする。

【００１７】ここで、前記シート状体を建造物の特に瓦
やセラミック材料で葺いた屋根上に敷設すると、既設の
屋根瓦を剥がす必要がなく、また各戸別に大きく仕様が
異なる屋根形状に容易に対応できるのでよい。

【００１８】また、併設した光反射体からの反射光を前
記太陽電池パネルの受光面に照射せしめるように構成す
ると発電量の増大を図ることができる。

【００１９】ここで、シート状体とは金網、ビニール被
覆金網、パンチングメタル、漁網などに用いられる繊維
製網など、適当な強度と耐候性のある網目や開口が形成
されているシートや網状のものとする。

【００２０】なお、シート状体は建造物や屋根等の全体
を覆うようにしてもよいし、太陽電池パネルまたは太陽
電池パネルの取付け用ラックを取付ける箇所だけを覆う
ようにしてもよい。また、シート状体の材質としては、
ステンレス金網、ビニール被覆金網、パンチングメタ
ル、漁網などに用いられるアラミド繊維や高強度ポリエ
チレン繊維製網など、適当な強度と耐候性のあるもので
あるなら使用可能である。

【００２１】また、網の固定は垂木端部、母屋、棟木端
部、棟瓦固定部など、屋根回りの種々の部位を利用して
行うことができ、網に取付けたアングル、鋼管とロー
プ、ワイヤ、チェーン等の係止部材で係止・固定しても
よいし、網自体を係止部材として利用して係止・固定し
てもよい。

【００２２】また、光反射体は太陽電池パネルの受光面
に対して上下方向に移動可能に設けるとともに、該光反
射体が太陽電池パネルの受光面の下方に移動した際に
は、建造物に入射される太陽光を遮蔽するべく構成して
もよい。

【００２３】

【作用】このように、特に建造物の屋根上に固定したシ
ート状体は、太陽電池パネルまたは太陽電池パネルの取
付け用単位ラックをかなりの自由度を持たせて設置する
ことが可能であり、したがって、従来のように、個別に
作製したラックをワイヤやチェーンで固定して、この上
に太陽電池パネルを設置する方法と比べて、個々の屋根
形状や事情に合わせて異なったラックを設計する必要が
なくなり、数種類の標準アングルや鋼管と太陽電池パネ
ルとを適当に組み合わせてシート状体上に設置すること
により、種々の屋根形状や事情に対処することが可能と
なる。

【００２４】また、設置部分の瓦を剥がす必要は全くな
いため現場作業の煩雑化や高コスト化も避けることがで
きる。

【００２５】さらに、光反射体を太陽電池パネルに併設
することにより、太陽電池パネルの発電量を大幅に向上
させることが可能となる。

【００２６】ここで、光反射体を太陽電池パネルの受光
面に対して少なくとも上下方向に移動が可能なように併
設するようにし、光反射体の下方移動時にこれを屋外ブ
ラインドとして用いるようにすれば、屋内に入射される
太陽光を遮蔽することにより、夏における冷房負荷を大
幅に低減させることが可能となる。

【００２７】

【実施例】本発明に係る一実施例を詳細に説明する。図
１（ａ），（ｂ）に示すように、これは木造の切妻屋根
１上のほぼ全領域にシート状体２を敷設し、その上に太
陽電池パネル３を載置し固定したものであり、シート状
体２は×印で示した垂木端部、棟瓦固定部、棟木端部な
どに固定され、係止部材であるアングル４及びロープ
５、不図示のワイヤやチェーン等を介して太陽電池パネ
ル３をシート状体２の網目や開口を利用して係止・固定
して太陽電池装置Ｓ１を構成している。ここで、シート
状体２はステンレス金網としているが、例えばビニール
被覆金網、パンチングメタル、漁網などに用いられるア
ラミド繊維や高強度ポリエチレン繊維製網など、適当な
強度と耐候性のあるものであるなら使用可能である。

【００２８】ここで、太陽電池パネル３は３個のモジュ
ールを１単位ラックとし、８単位ラックをこのシート状
体２上に配置し、シート状体２とアングル４、アングル
４とロープ５をそれぞれ結束・固定することによって設
置した。

【００２９】また、図２に示すように、軽量鉄骨構造の
寄棟のセラミック屋根１１上の一部に太陽電池装置Ｓ１
と同様なシート状体１２を敷設し、その上に太陽電池パ
ネル１３を載置し固定した一例である。このように、セ
ラミック屋根１１の頂上付近にステンレス鋼管から成る
鋼管枠１４を設置し、この鋼管枠１４をロープ１５及び
シート状体１２に固定した後、下方で辺長の延びた部分
は、辺延長鋼管１６とシート状体１２で必要部分を覆
い、シート状体１２で覆った部分に太陽電池パネル１３
を太陽電池装置Ｓ１と同様に、シート状体１２の網目や
開口を利用して太陽電池装置Ｓ１と同様な係止部材で結
束・固定して太陽電池装置Ｓ２を構成している。

【００３０】このように、長さの異なる数種類の鋼管と
シート状体を組み合わせれば、どのような屋根形状であ
っても太陽電池パネルを堅固にかつ容易に設置すること
が可能となる。

【００３１】次に、上記のごとくに配設した太陽電池パ
ネルに対して屋外ブラインドを兼ねた光反射体を付設し
た例について説明する。図３に示すように、太陽電池装
置Ｓ３は屋根の東面１Ｅ、南面１Ｓ、西面１Ｗの各面
に、太陽電池パネル２Ｅ，２Ｓ，２Ｗの各々を屋根の形
状に合わせて、上記実施例と同様なシート状体２１に載
置して構成される。そして、これら太陽電池パネルの発
電でもって、屋内外の電気機器へ電力を供給するように
している。また、太陽電池パネル２Ｅ，２Ｗの近傍に
は、上方及び下方に移動可能な板体，シート又は幕等で
構成される光反射体３Ｅ，３Ｗの各々を配設している。

【００３２】この太陽電池装置Ｓ３について、まず日の
出から南中までの間の作動について説明する。屋根の西
側に設けた光反射体３Ｗを、実線で示す位置、すなわち
太陽電池パネル２Ｗより上方へ移動・固定するようにし
て、東方から南方へ移動する太陽からの入射光を反射さ
せ、太陽電池パネル２Ｗへの入射光量を増大させる。

【００３３】一方、屋根の東側へ設けた光反射体３Ｅ
は、実線で示す位置、すなわち太陽電池パネル１Ｅより
下方へ移動・固定するようにして、屋内への入射光を遮
蔽する。

【００３４】また、南中から日没までの間は、図４に示
すように光反射体３Ｅを実線で示す位置、すなわち太陽
電池パネル２Ｅより上方へ移動・固定して、南方から西
方へ移動する太陽からの入射光を反射させ、太陽電池パ
ネル２Ｅへの入射光量を増大させる。

【００３５】一方、光反射体３Ｗを実線で示す位置、す
なわち太陽電池パネル１Ｅより下方へ移動・固定して、
屋内への入射光を遮蔽する。

【００３６】ここで、各光反射体の移動は、手動又は電
動モータ等により光反射体移動手段２２でもって行う
が、日没後、次の日に備えるために、各光反射体を図３
に示す実線の位置へ移動させるようにしてもよい。

【００３７】なお、これら光反射体を縦又は横方向に開
閉するルーバー等の可動小片で構成すれば、この可動小
片の開閉により、屋内への入射光量を制御することがで
き、風圧の低減等にも役立つ。また、屋根の北側へも太
陽電池パネル及び光反射体を配設してもよく、複数の光
反射体で太陽電池パネルへの入射光量を増大させるよう
にしてもよい。

【００３８】さらに、光反射体は図に一点鎖線で示すよ
うに太陽電池パネルの受光面に対して任意の角度で回動
・傾斜が可能なように構成してもよい。すなわち、最適
角度で太陽電池パネルへ太陽光を照射させたり、風が強
い場合に光反射体を太陽電池パネル側へ倒して、強風か
ら避けるようにすることなどが可能となる。

【００３９】このような構成の太陽電池装置によれば、
光反射体が屋外ブラインドとしての機能を有するので、
夏期における冷房負荷を大幅に低減させることができ
る。また、一般に家屋の東西の傾斜面は南面と比較して
年間日射総量が少なくなるので、少なくとも東西に設け
た光反射体でもって東西南のそれぞれに設けた太陽電池
パネルへの入射光量を従来より大幅に向上させることが
できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
装置によれば、特に日本の家屋の屋根形状は、切妻、方
形、寄棟、入母屋など千差万別で、これらひとつひとつ
に対応していくのは非常な労力を要していたが、このよ
うにシート状体を屋根に敷設すれば、きわめて簡単な構
成の数種類の部材で種々の屋根形状に対処することが可
能となる。

【００４１】また、天窓、煙突など屋根上の突起物にも
柔軟に対応することができるなど、特に既築家屋の屋根
に太陽電池パネルを設置する場合に有効であるが、新築
家屋の場合でもその簡便性、低設置コスト性が損なわれ
ることはなく有効に用いることができる。

【００４２】さらに、本発明の太陽電池パネルが修理や
交換の必要が生じた場合、きわめて容易にメンテナンス
作業が行える上、太陽電池パネルに屋根材としての機能
は持たせていないので、太陽電池パネルのフレームやラ
ックの腐食などによる雨漏りが原因で太陽電池パネルを
取り替えねばならないという不具合は生じない。

【００４３】さらに、太陽電池パネルの裏面と屋根材表
面の間に、自然通風路が形成されるため、屋根の一部と
して組み込むいわゆる屋根一体型の太陽電池パネル設置
方式と比較して太陽電池パネルの温度上昇が小さく抑え
られ太陽光発電効率をより高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る一実施例を模式的に示し
た平面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明に係る他の実施例を模式的に示した平面
図である。

【図３】本発明に係る他の実施例を模式的に示した側面
図である。

【図４】本発明に係る他の実施例を模式的に示した側面
図である。

【符号の説明】

１，１１，１Ｅ，１Ｓ，１Ｗ・・・屋根３，１３，２Ｅ，２Ｓ，２Ｗ・・・太陽電池パネ
ル２，，１２，２１・・・シート状体３Ｅ，３Ｗ・・・光反射体Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・太陽電池装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建造物の屋根に敷設し網目もしくは開口
を複数設けたシート状体と、該シート状体に載置する太
陽電池パネルと、該太陽電池パネルを前記シート状体の
網目もしくは開口に係止する係止部材とから成る太陽電
池装置。
【請求項２】前記太陽電池パネルに光反射体を併設
し、該光反射体からの反射光を前記太陽電池パネルの受
光面に照射せしめるようにしたことを特徴とする請求項
１に記載の太陽電池装置。