JPH09177271A

JPH09177271A - 太陽電池モジュール及び該太陽電池モジュールの屋根への取付方法

Info

Publication number: JPH09177271A
Application number: JP7342271A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kano; 正史加納; Atsushi Hasegawa; 淳長谷川; Toshihiro Kondo; 俊裕近藤; Yasuyoshi Inoue; 康美井上; Sota Moriuchi; 荘太森内; Satoshi Tanaka; 聡田中
Original assignee: Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-08
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3169546B2

Abstract

(57)【要約】【課題】専用の架台を廃することができ、耐火性能を
持つ屋根葺材としても機能し得る太陽電池モジュールを
提供する。【解決手段】上面開口をガラス等の透明板で覆い内部
を密封した金属製又はセラミックス製の中空ケース８の
内底面に、受光面を上記上面開口に向けて複数の結晶系
シリコン太陽電池セルを接着剤によって固着してなるモ
ジュール本体６ａに一対の取付部材１１，１１が一体的
に設けられている。取付部材１１，１１には取付孔１
９，１９，…が穿設されていて、太陽電池モジュール６
を傾斜屋根面１０ａに載置しながら、予め傾斜屋根面１
０ａに取着されたボルト等の取付固定具２０，２０，…
に、取付孔１９，１９，…を嵌め込むことにより、取付
部材１１，１１を直接傾斜屋根面１０ａに固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池モジュ
ールに係り、特に、耐火性能が要求される住宅等の建物
の屋根に配設するのに適した太陽電池モジュール及び該
太陽電池モジュールの屋根への取付方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、化石燃料の消費増大等に起因する
地球環境問題・エネルギ枯渇問題の深刻化に伴い、住宅
等の屋根の上に、パネル状の太陽電池モジュールを設置
し、クリーンな太陽エネルギから直接電力を取り出して
住宅に供給する住宅用太陽光発電システムが注目されて
いる。この種の太陽電池モジュールは、セルと呼ばれる
最小単位の太陽電池を多数集めてパネル状に構成された
ものであり、太陽電池を大別すると、シリコン太陽電
池、化合物半導体太陽電池、有機半導体太陽電池等があ
る。これらの３種類の太陽電池の内、有機半導体太陽電
池は、現状では太陽光から電気エネルギへの変換効率が
１％以下であり、実用への道のりは遠く、また、化合物
半導体太陽電池も、現状では生産コストが高く、特殊用
途に僅かに生産されているに過ぎない。つまり、太陽電
池全生産量のほとんどはシリコン太陽電池が占めてい
る。シリコン太陽電池には、単結晶シリコン太陽電池、
多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電
池等がある。これら３種類のシリコン太陽電池はそれぞ
れに特徴があるが、変換効率の最も高いものが、単結晶
シリコン太陽電池であり、次いで多結晶シリコン太陽電
池である。このようなことから、一般に、住宅向けの電
力用には結晶系（単結晶・多結晶）シリコン太陽電池が
用いられている。

【０００３】しかしながら、これら結晶系シリコン太陽
電池は、アモルファスシリコン太陽電池や化合物半導体
太陽電池等のように、支持板としてのガラス基板の裏面
に直接には形成できないため（例えば、特開平５−２９
９６８６号公報参照）、従来では、図１３に示すよう
に、多数の結晶系シリコン太陽電池セル１，１，…と充
填接着剤であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）２
とをガラス基板３と裏面カバーケース４とで挟み、ＥＶ
Ａ２とガラス基板３、裏面カバーケース４間を熱圧着し
て積層構造とすることで、結晶系シリコン太陽電池セル
１，１，…をＥＶＡ２とガラス基板３と裏面カバーケー
ス４とで封入して耐湿性と高絶縁性とを持たせ、さら
に、モジュール全体の強度を持たせるために、アルミニ
ウム等のメタル枠５を積層体の周縁部に填めて、太陽電
池モジュールを製造していた（同公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＥＶＡ
２は、耐湿性に優れる上、紫外線による光透過性の劣化
も少ない点で、太陽電池モジュール用の充填接着剤（封
入剤）として、必須の資質を持ち合わせていると言える
が、残念ながら、大変燃え易いという欠点があった。こ
のため、上記従来の太陽電池モジュールを屋根の上に多
数並べて配設することは、多量の可燃物を屋根の上に並
べるに等しく、したがって、耐火構造になっていない屋
根に太陽電池モジュールを設置する場合には、防災上、
問題があるとの指摘もあった。また、太陽電池は太陽光
により発電するものであるが、太陽電池自身が過度に熱
せられると、変換効率が著しく低下するので、従来で
は、太陽電池モジュールを屋根等に設置するに際して
は、放熱対策の施された専用の架台を必要とし、この専
用の架台が、太陽光発電システムの全体コストを引き上
げていた。

【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、専用の架台を廃することができ、耐火性能を持
つ屋根葺材としても機能し得る、結晶系シリコン太陽電
池セル搭載の太陽電池モジュール及び該太陽電池モジュ
ールの屋根への取付方法を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、上面開口を透明板で覆い内
部を密封した耐火材からなる中空ケースの内底面に、受
光面を上記上面開口に向けて複数の結晶系シリコン太陽
電池セルを接着剤によって固着してなる太陽電池モジュ
ール本体と、該太陽電池モジュール本体を傾斜屋根面に
取付固定するための耐火材からなる取付部材とを一体的
に備えてなることを特徴としている。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、上面開口を
透明板で覆い内部を密封した耐火材からなる中空ケース
の内底面に、受光面を上記上面開口に向けて複数の結晶
系シリコン太陽電池セルを接着剤によって固着してなる
太陽電池モジュール本体と、該太陽電池モジュール本体
を傾斜屋根面から所定量浮かせた状態で該傾斜屋根面に
取付固定するための耐火材からなる取付部材とを一体的
に備えてなることを特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の太陽電池モジュールに係り、上記中空ケース
及び上記取付部材の材質となる耐火材は、金属、セラミ
ックス又は石綿セメントのいずれか一又はこれらの組み
合わせであることを特徴としている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項１又
は２記載の太陽電池モジュールに係り、耐火材として金
属が選択された上記中空ケースの外底面が、放熱用のフ
ィン構造となっていることを特徴としている。

【００１０】また、請求項５記載の発明は、請求項１，
２，３又は４記載の太陽電池モジュールに係り、上記中
空ケース内には不活性気体が封入されていることを特徴
としている。

【００１１】また、請求項６記載の発明は、請求項１又
は２記載の太陽電池モジュールに係り、方形の上記中空
ケースの相対向する任意の２つの側端部には一対の上記
取付部材が延設されていて、各取付部材は、上記傾斜屋
根面に当接された状態で固定される固定片と、該固定片
の太陽電池モジュール本体側に面する端縁から起立する
起立片とからなり、該起立片の上端縁が、上記中空ケー
スの一方の上記側端部上縁に連設され、各固定片には、
取付固定具を挿通する取付孔が穿設されていることを特
徴としている。

【００１２】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載の太陽電池モジュールに係り、上記固定片は、断面折
板形又は波板形に形成されていることを特徴としてい
る。

【００１３】また、請求項８記載の発明は、請求項６又
は７記載の太陽電池モジュールに係り、上記一対の取付
部材において、一方の取付部材の固定片と、他方の取付
部材の固定片とには、互いに所定の重合幅で、かつ、向
きを変えないで上下方向に嵌合し合う起伏形状を有する
重合部がそれぞれ設けられていることを特徴としてい
る。

【００１４】また、請求項９記載の発明は、請求項６，
７又は８記載の太陽電池モジュールの屋根への取付方法
に係り、上記傾斜屋根面の所定の箇所に予め軸部を上方
に向けた状態にして上記固定具を取り付けておき、この
後、上記傾斜屋根面に上記太陽電池モジュールを載置し
ながら、上記固定具の軸部に上記取付部材の固定片の対
応する上記取付孔を嵌め込むことで、上記太陽電池モジ
ュールを上記傾斜屋根面に取り付けることを特徴として
いる。

【００１５】また、請求項１０記載の発明は、請求項７
記載の太陽電池モジュールの屋根への取付方法に係り、
折板葺き又は波板葺きの上記傾斜屋根面に、上記太陽電
池モジュールを取り付けるに際して、断面折板形又は波
板形に形成された上記固定片を屋根葺材である上記折板
又は波板に嵌合状態に当接して、上記太陽電池モジュー
ルを上記折板又は波板に載置した後、上記太陽電池モジ
ュールを上記傾斜屋根面に固定することを特徴としてい
る。

【００１６】また、請求項１１記載の発明は、請求項８
記載の太陽電池モジュールの屋根への取付方法に係り、
複数の太陽電池モジュールを傾斜屋根面に並べて取り付
けるに際して、任意の一の上記太陽電池モジュールの一
方の取付部材の固定片に設けられた上記重合部と、隣の
上記太陽電池モジュールの対応する取付部材の固定片に
設けられた上記重合部とを、互いに嵌合状態に上下に重
ね合わせた状態で、複数の上記太陽電池モジュールを傾
斜屋根面に固定することを特徴としている。

【００１７】

【作用】この発明の構成では、ガラス等の透明板を透過
した太陽光が、中空ケースの内底面に固着された結晶系
シリコン太陽電池セルの受光面に入射し、太陽光が電気
エネルギに変換される。接着剤やシール材は、結晶系シ
リコン太陽電池セルを中空ケースの内底面に固着するた
めや、透明板と中空ケースの上面開口周縁部との間を塞
ぐため等、限られた部位で接合や封止等のために用いら
れるに過ぎず、接着剤によって中空ケース内が埋め尽く
されている訳ではないから、火災にあっても、太陽電池
モジュール全体が激しく燃える虞はない。また、太陽電
池モジュール本体は、取付部材によって、傾斜屋根面に
直接取付固定し得るから、専用の架台が不要である。加
えて、中空ケースは、耐火性に優れる金属やセラミック
スや石綿セメントから成形されたものなので、耐火性能
を有する屋根葺材としても機能し得る。また、結晶系シ
リコン太陽電池セルの受光面は接着剤で覆われることは
ないから、接着剤として光透過率の優れたものをあえて
用いる必要はなく、広い範囲の中から耐熱性の高い接着
剤を選択して利用することができる。

【００１８】また、太陽電池セル自身の過熱を防止する
ために、金属製の中空ケースを用いる場合には、その外
底面に、放熱用のフィンを設けても良く、セラミックス
製の中空ケースの場合には、素材自体が熱不良導体なの
で、過熱を抑制できる。また、太陽電池モジュール本体
を傾斜屋根面から所定量浮き上がらせる構造とすれば、
中空ケースの外底面と傾斜屋根面との間に通気層（熱の
逃げ道）ができて好ましい。また、この発明の太陽電池
モジュールを住宅等の傾斜屋根面に設置する場合には、
この太陽電池モジュール自体が耐火性能を持っているの
で、設置領域内の屋根葺材や耐火被覆材を省略できる。
また、取付部材を折板形状や波板形状等にすれば、複数
の太陽電池モジュールを折板や波板等の傾斜屋根面に並
べて設置する際、隣接する太陽電池モジュール同士、あ
るいは、太陽電池モジュールと折板等とを嵌合状態で重
ね置くことができ、防火上、防水上、外観上好ましい。
また、中空ケース内におけるセル電極部の酸化や腐食を
防止するために、例えば窒素等の不活性気体で中空ケー
ス内を充填しても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例図１は、この発明の第１実施例である太陽電池モジュー
ルを住宅等の傾斜屋根に設置する情景を示す概略情景
図、図２は、太陽電池モジュールの構成を示す概略平面
図、図３は、図２のＩ−Ｉ矢視断面図、また、図４は、
複数の同太陽電池モジュールをコネクタで接続する様子
を示す接続説明図である。この例の太陽電池モジュール
６は、図２及び図３に示すように、表面カバー材として
のガラス板７で覆われ密封にされた中空金属ケース８内
に複数の結晶系シリコン太陽電池セル（以下、単に太陽
電池セルという）９，９，…が収容された構造の太陽電
池モジュール本体（以下、モジュール本体という）６ａ
と、このモジュール本体６ａを住宅１０等の傾斜屋根面
１０ａ（図１）に直接取付固定するための一対の取付部
材１１，１１とを一体的に備えてなっている。

【００２０】上記モジュール本体６ａは、上記したよう
に、太陽電池セル９，９，…を支持する支持部材とし
て、所定強度を有する長方形箱型の中空金属ケース８を
有している。この箱形の中空金属ケース８は、例えばア
ルミニウムやペンタイト鋼やポリ塩化ビニル被覆鋼板
（塩ビ鋼板）等を素材として、上面開口１２で底浅とさ
れ、この上面開口１２の周縁にはフランジ１３が設けら
れている。中空金属ケース８の内底面１４には、高絶縁
性を有する、例えばエポキシ系やウレタン系等の接着剤
１５によって、太陽電池セル９，９，…が、受光面を上
面開口１２に向けた姿勢で固着されている。なお、接着
剤１５は、太陽電池セル９，９，…の裏面（受光面と反
対側の面）と中空金属ケース８の内底面１４との間での
み接着に必要な量が用いられるに過ぎないので、光透過
性を有する必要はなく、単に絶縁性と耐熱性とに優れた
ものの中から選択して使用すれば良い。太陽電池セル
９，９，…は、例えば、縦４個ずつ横２列に配列され、
配線１６，１６，…によって直並列に相互に接続されて
いる。中空金属ケース８の上面開口１２は、太陽電池セ
ル９，９，…を中空金属ケース８の内底面１４に固着し
た後、ガラス板７で覆われ、さらに、ガラス板７とフラ
ンジ１３の隙間は、例えばブチルゴム等の樹脂シール１
７で塞がれることにより、中空金属ケース８の内部は密
封状態とされている。また、中空金属ケース８の上面に
張られたガラス板７には、複数の太陽電池モジュール
６，６を住宅１０等の傾斜屋根面１０ａに並べて設置す
る際に、隣接する２つの太陽電池モジュール６，６相互
を電気接続するための複数の雌型コネクタ１８，１８，
…が設けられている。各雌型コネクタ１８の周辺は密封
構造になっており、端子のみが外部に露出している。

【００２１】上記取付部材１１，１１は、同一の金属素
材を用いて、中空金属ケース８と一体的に成形され、中
空金属ケース８のフランジ１３の相対向する２つの長辺
側終端縁からそれぞれの外方に折曲延設されている。各
取付部材１１は、住宅１０等の傾斜屋根面１０ａに当接
されて固定される細長矩形の固定片１１ａと、この固定
片１１ａのモジュール本体６ａ側に面する長辺側縁端縁
から起立する起立片１１ｂとからなり、この起立片１１
ｂの上端縁が、中空金属ケース８のフランジ１３の長辺
側終端縁に折曲連設されている。各固定片１１ａには、
複数の取付孔１９，１９が形成されており、これらの取
付孔１９，１９にボルト等の取付固定具２０，２０を挿
通することによって、住宅１０等の傾斜屋根面１０ａに
太陽電池モジュール６を固定できるようになっている。

【００２２】このように構成された複数の太陽電池モジ
ュール６，６を住宅１０等の傾斜屋根面１０ａに設置す
るに際しては、図１に示すように、傾斜屋根面１０ａの
設置箇所に予め取付固定具２０，２０，…を設けてお
く。そして、傾斜屋根面１０ａに太陽電池モジュール
６，６を載置しながら、取付固定具２０，２０，…に太
陽電池モジュール６の対応する取付孔１９，１９，…を
嵌め込む。この後、取付固定具２０，２０，…としてボ
ルトが使用されている場合には、取付固定具２０，２
０，…に図示せぬナット部材を螺合することで、太陽電
池モジュール６，６の取付部材１１，１１…を締め付け
て固定する。これにより、太陽電池モジュール６，６の
設置が完了する。この場合、モジュール本体６ａ，６ａ
を直接、傾斜屋根面１０ａに固定することになるから、
特別な架台を、太陽電池モジュールと傾斜屋根面との間
に設ける必要がなく、取付施工を簡単に行うことができ
る。

【００２３】そして、太陽電池モジュール６，６の設置
が終了したら、図４に示すように、図中右側の太陽電池
モジュール６の雌型コネクタ１８にモジュール間接続用
コネクタ２１の図中右側の雄型端子２１ａを嵌合すると
共に、図中左側の太陽電池モジュール６の雌型コネクタ
１８にモジュール間接続用コネクタ２１の図中左側の雄
型端子２１ａを嵌合して、隣接して並置された２つの太
陽電池モジュール６，６を相互に電気接続する。この場
合、モジュール間接続コネクタ２１は、セラミックスや
樹脂等の絶縁材料２２で接続導体２３を覆った形のコ字
形に形成されており、上から雌型コネクタ１８，１８に
差し込むだけで、防水性を維持した状態で、太陽電池モ
ジュール６，６間を電気接続できるようになっている。
このように、傾斜屋根面１０ａに設置された太陽電池モ
ジュール６では、ガラス板７を透過した太陽光が、中空
金属ケース８の内底面に固着された太陽電池セル９，
９，…の受光面に入射し、太陽光が電気エネルギに変換
される。そして、全部の太陽電池モジュール６，６で発
電された電力が集められて、図示せぬインバータにより
直流から交流に変換され、屋内配線に供給される。

【００２４】このように、この第１実施例の構成によれ
ば、接着剤１５は、太陽電池セル９，９，…を中空金属
ケース８の内底面１４に固着するために用いられるに過
ぎず、接着剤１５によって中空金属ケース８内が埋め尽
くされている訳ではないから、火災にあっても、太陽電
池モジュール６全体が激しく燃える虞はない。加えて、
中空金属ケース８は、耐火性に優れる金属から成形され
たものなので、耐火性能を有する屋根葺材（建材）とし
ても機能し得る。したがって、上記構成の太陽電池モジ
ュール６を住宅等１０の傾斜屋根面１０ａに設置する場
合には、この太陽電池モジュール６自体が充分な耐火性
能を持っているので、その下の屋根葺材又は耐火被覆材
を省略できる。また、中空金属ケース８が強度の大半を
担うので、ガラス板７の強度を高くする必要がなく、ガ
ラス板７のコストを下げることができる。また、モジュ
ール本体６ａは、取付部材１１，１１によって、住宅１
０等の傾斜屋根面１０ａに直接取付固定されるから、専
用の架台が不要となる。それゆえ、住宅用太陽光発電シ
ステムの全体としてのコストを下げることもできる。

【００２５】◇第２実施例図５は、この発明の第２実施例である太陽電池モジュー
ルの構成を示す概略断面図、図６は同概略斜視図、図７
は、傾斜屋根面の流れと直交する方向に隣接する同太陽
電池モジュール間の重合部の構造を示す概略断面図、図
８は同概略斜視図、図９は、傾斜屋根面の流れ方向に隣
接する同太陽電池モジュール間の重合部の構造を示す概
略斜視図、また、図１０は、同太陽電池モジュールと屋
根葺材としての折板との重合部の構造を示す概略断面図
である。この例の太陽電池モジュール２４が、上述の第
１実施例のそれ（図３）と大きく異なるところは、取付
部材２５，２５を山折り谷折りして全体として折板形状
とすることにより、平らな頂部と両斜面とからなる重合
片１１ｃ，１１ｃを設けた点である。すなわち、この例
の一対の取付部材２５，２５には、任意の一方側（例え
ば右側）の取付部材２５を、向きを変えずに、他方側
（例えば左側）の取付部材２５に所定の重合幅で上下に
重ねることができたら、互いに嵌合状態で重合できるよ
うに、互いに略同寸で略同一折曲形状の重合片１１ｃ，
１１ｃがそれぞれ設けられている。左右一対の重合片１
１ｃ，１１ｃは、固定片１１ａ，１１ａの長辺側終端縁
からそれぞれの外方に折曲延設されている。なお、任意
の一方側（例えば右側）の重合片１１ｃを、他方側（例
えば左側）の重合片１１ｃよりも、例えば、平らな頂部
が重合片１１ｃの厚み分だけ高く設定すれば、一段と確
実に嵌着できる。また、重合片１１ｃ，１１ｃを取付部
材２５，２５に付設した点以外は、上記第１実施例の構
成と略同様であるので、図５乃至図１０において、図３
に示す構成各部と同一の構成部分には、同一の符号を付
してその説明を省略する。

【００２６】上記構成の太陽電池モジュール２４，２４
を住宅１０等の傾斜屋根面１０ａの流れ方向と直交する
方向に並べて設置するには、図７に示すように、野地板
２６とアスファルトルーフィング材２７等からなる屋根
下地に、予めボルト等の取付固定具２０，２０，…を取
着しておく。そして、まず、図中右側の太陽電池モジュ
ール２４を傾斜屋根面１０ａの設置箇所に載置しなが
ら、取付固定具２０，２０，…に右側の太陽電池モジュ
ール２４の対応する取付孔１９，１９，…を嵌め込む。
次に、図中左側の太陽電池モジュール２４を右側の太陽
電池モジュール２４に隣接する設置箇所に載置しなが
ら、取付固定具２０，２０，…に左側の太陽電池モジュ
ール２４の対応する取付孔１９，１９，…を嵌め込む。
このとき、左側の太陽電池モジュール取付用の取付固定
具２０，２０，…は重合部の位置合わせ機構としても働
くので、左側の太陽電池モジュール２４の嵌め込みが完
了すると、左側の太陽電池モジュール２４の重合片１１
ｃが、右側の太陽電池モジュール２４の重合片１１ｃの
上に自然と嵌着重合されることとなる。この後、取付固
定具２０，２０，…としてボルトが使用されている場合
には、取付固定具２０，２０，…にナット部材を螺合す
ることで、太陽電池モジュール２４，２４の取付部材２
５，２５…を締め付けて固定する。これにより、太陽電
池モジュール２４，２４の設置が完了する。

【００２７】なお、太陽電池モジュール２４，２４を住
宅１０等の傾斜屋根面１０ａの流れ方向に並べて設置す
る場合には、図９に示すように、まず、下流側の太陽電
池モジュール２４から載置して行き、このとき、上流側
の太陽電池モジュール２４を下流側の太陽電池モジュー
ル２４の上に、屋根瓦葺きと同様に、所定の重合幅で重
ね置くようにして、設置する。

【００２８】このように、この第２実施例の構成によれ
ば、取付部材２５，２５に重合片１１ｃ，１１ｃが設け
られているので、隣接する太陽電池モジュール２４，２
４同士を、図８及び図９に示すように、所定の重合幅で
美麗に重ね置くことができ、防火上、防水上も好まし
い。同様に、取付部材２５，２５が折板形状となってい
るので、図１０に示すように、屋根葺材としての折板２
８と太陽電池モジュール２４とをも、所定の重合幅で美
麗に重ね置くことができ、防火上、防水上も好ましい。

【００２９】◇第３実施例図１１は、この発明の第３実施例である太陽電池モジュ
ールの構成を示す概略断面図である。この第３実施例の
太陽電池モジュール２９では、モジュール本体６ａが傾
斜屋根面１０ａから所定量浮いた状態で設置される構造
となっている点で、上述の第１実施例と相違している。
すなわち、この例の太陽電池モジュール２９では、取付
部材３０，３０の起立片３０ｂ，３０ｂを第１実施例
（図３）の起立片１１ｂ，１１ｂよりも幾分長めに設定
している。このように、この第３実施例の構成によれ
ば、中空金属ケース８の外底面３１と傾斜屋根面１０ａ
との間に通気層（熱の逃げ道）３２ができるので、太陽
電池セル自身の過熱を緩和できる。

【００３０】◇第４実施例図１２は、この発明の第４実施例である太陽電池モジュ
ールの構成を示す概略断面図である。この第４実施例の
太陽電池モジュール３３では、モジュール本体３３ａの
中空金属ケース３４の外底面３５と傾斜屋根面１０ａと
の間に通気層（熱の逃げ道）３６が形成される構成とな
っている点で、上述の第３実施例の構成（図１１）と同
様であるが、この通気層３６内への放熱を促進するため
に、中空金属ケース３４の外底面３５に多数のフィン３
７，３７，…が設けられている点で、第３実施例の構成
と相違している。この第４実施例の構成によれば、太陽
電池セル自身の過熱を一段と緩和できる。

【００３１】◇実施例の変形例以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があって
もこの発明に含まれる。例えば、上述の中空金属ケース
８や取付部材１１の形状は、上述の実施例の形状に限定
されない。また、取付部材１１の個数も任意である。ま
た、上述の実施例では、中空金属ケース８と取付部材１
１との一体成形加工品を用いたが、これらを別個に成形
した後、固定具を用いて相互に結合するようにしても良
い。また、上述の実施例では、一対の取付部材１１，１
１を傾斜屋根面１０ａの流れと直交する方向に沿って、
相対向配置する場合について述べたが、必要なら、傾斜
屋根面１０ａの流れ方向に沿って、一対の取付部材１
１，１１を相対向配置するようにしても良い。

【００３２】また、上述の実施例では、太陽電池セル
９，９，…の支持部材としての中空ケースと、この中空
ケースを住宅１０等の傾斜屋根面１０ａに取付固定する
ための取付部材１１，１１とを同種の金属素材で一体成
形した場合について述べたが、これらを、金属素材に代
えて、例えば、セラミックスや石綿セメント等で構成し
ても良い。セラミックスや石綿セメントなら、粘土瓦や
スレート瓦と類似の材料となるから、従来の粘土瓦やス
レート瓦の施工方法を太陽電池モジュールの施工方法に
そのまま採用することも可能であり、屋根葺材との違和
感もなくなり、屋根の美観を高めることができる。セラ
ミックス構成の太陽電池モジュールの場合も、その下の
屋根葺材又は防火被覆材を省略できる。また、中空セラ
ミックスケースや中空石綿セメントケースなら、素材自
体が熱不良導体なので、太陽電池セルの過熱を抑制する
こともできる。

【００３３】また、この発明の太陽電池モジュールは、
予め、ボルト等の取付固定具２０，２０，…を住宅等の
傾斜屋根面に取着して置く必要があるため、屋根パネル
や屋根ユニットを予め工場生産するユニット建物に用い
て特に好適である。この場合、この発明の太陽電池モジ
ュールを予め工場にて屋根パネルや屋根ユニットに設置
するようにすれば、現地施工が簡単となる。

【００３４】また、上述の第２実施例では、取付部材２
５，２５を折板（折曲）形状としたが、波板形状でも良
い。また、太陽電池セル９，９，…の支持部材としての
中空ケース内に、窒素等の不活性気体を封入して置け
ば、中空ケース内におけるセル電極部の酸化や腐食を防
止でき、耐久性の向上を図ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、接着剤は、結晶系シリコン太陽電池セルを中空
ケースの内底面に固着するために用いられるに過ぎず、
接着剤によって中空ケース内が埋め尽くされている訳で
はないから、火災にあっても、太陽電池モジュール全体
が激しく燃える虞はない。加えて、中空ケースは、耐火
性に優れる金属やセラミックスや石綿セメントから成形
されたものなので、耐火性能を有する屋根葺材（建材）
としても機能し得る。したがって、上記構成の太陽電池
モジュールを住宅等の傾斜屋根面に設置する場合には、
この太陽電池モジュール自体が充分な耐火性能を持って
いるので、その下の屋根葺材又は耐火被覆材を省略でき
る。また、金属やセラミックス等の耐火材からなる中空
ケースが強度の大半を担うので、透明板の強度を高くす
る必要がなく、透明板のコストを下げることができる。
また、太陽電池モジュール本体は、取付部材によって、
住宅等の傾斜屋根面に直接取付固定されるから、専用の
架台が不要となる。それゆえ、住宅用太陽光発電システ
ムの全体としてのコストを下げることもできる。

【００３６】また、請求項２記載の構成によれば、耐火
材からなる中空ケースの外底面と傾斜屋根面１０ａとの
間に通気層（熱の逃げ道）ができるので、結晶系シリコ
ン太陽電池セル自身の過熱を緩和できる。また、請求項
３記載の構成によれば、上述の通気層（熱の逃げ道）内
に放熱用のフィンが設けられるので、結晶系シリコン太
陽電池セル自身の過熱を一段と緩和できる。

【００３７】また、請求項５記載の構成によれば、取付
部材に重合部が設けられているので、隣接する太陽電池
モジュール同士を、所定の重合幅で美麗に重ね置くこと
ができ、防火上、防水上も好ましい。同様に、請求項４
及び５記載の構成によれば、取付部材が折板形状あるい
は波板形状となっているので、屋根葺材としての折板又
は波板と太陽電池モジュールとを、所定の重合幅で美麗
に重ね置くことができ、防火上、防水上も好ましい。ま
た、請求項６記載の構成によれば、結晶系シリコン太陽
電池セルの支持部材としての中空ケース内に、窒素等の
不活性気体が封入されてあるので、中空ケース内におけ
るセル電極部の酸化や腐食を防止でき、耐久性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である太陽電池モジュー
ルを住宅等の傾斜屋根に設置する情景を示す概略情景図
である。

【図２】同太陽電池モジュールの構成を示す概略平面図
である。

【図３】同太陽電池モジュールの構成を示す概略平面図
（図２のＩ−Ｉ矢視断面図）である。

【図４】複数の同太陽電池モジュールをコネクタで接続
する様子を示す接続説明図である。

【図５】この発明の第２実施例である太陽電池モジュー
ルの構成を示す概略断面図である。

【図６】同太陽電池モジュールの構成を示す概略斜視図
である。

【図７】傾斜屋根面の流れと直交する方向に隣接する同
太陽電池モジュール間の重合部の構造を示す概略断面図
である。

【図８】同傾斜屋根面の流れと直交する方向に隣接する
同太陽電池モジュール間の重合部の構造を示す概略斜視
図である

【図９】傾斜屋根面の流れ方向に隣接する同太陽電池モ
ジュール間の重合部の構造を示す概略斜視図である。

【図１０】同太陽電池モジュールと屋根葺材としての折
板との重合部の構造を示す概略断面図である。

【図１１】この発明の第３実施例である太陽電池モジュ
ールの構成を示す概略断面図である。

【図１２】この発明の第４実施例である太陽電池モジュ
ールの構成を示す概略断面図である。

【図１３】従来の太陽電池モジュールの一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

６，２４，２９，３３太陽電池モジュール６ａ，３３ａモジュール本体（太陽電池モジュー
ル本体）７ガラス板（透明板）８，３４中空金属ケース（耐火材からなる中空ケ
ース）９太陽電池セル（結晶系シリコン太陽電池セル）１０ａ傾斜屋根面１１，２５，３０取付部材１１ａ固定片（取付部材の固定片）１１ｂ，３０ｂ起立片（取付部材の起立片）１１ｃ重合片（取付部材の重合部）１２上面開口（中空ケースの上面開口）１４内底面（中空ケースの内底面）１５接着剤１９取付孔３１，３５外底面（中空ケースの外底面）３２，３６通気層（熱の逃げ道）３７フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤俊裕茨城県つくば市和台32 積水化学工業株式会社内 (72)発明者井上康美大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者森内荘太大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者田中聡大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面開口を透明板で覆い内部を密封した
耐火材からなる中空ケースの内底面に、受光面を前記上
面開口に向けて複数の結晶系シリコン太陽電池セルを接
着剤によって固着してなる太陽電池モジュール本体と、
該太陽電池モジュール本体を傾斜屋根面に取付固定する
ための耐火材からなる取付部材とを一体的に備えてなる
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】上面開口を透明板で覆い内部を密封した
耐火材からなる中空ケースの内底面に、受光面を前記上
面開口に向けて複数の結晶系シリコン太陽電池セルを接
着剤によって固着してなる太陽電池モジュール本体と、
該太陽電池モジュール本体を傾斜屋根面から所定量浮か
せた状態で該傾斜屋根面に取付固定するための耐火材か
らなる取付部材とを一体的に備えてなることを特徴とす
る太陽電池モジュール。
【請求項３】前記中空ケース及び前記取付部材の材質
となる耐火材は、金属、セラミックス又は石綿セメント
のいずれか一又はこれらの組み合わせであることを特徴
とする請求項１又は２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】耐火材として金属が選択された前記中空
ケースの外底面が、放熱用のフィン構造となっているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項５】前記中空ケース内には不活性気体が封入
されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記
載の太陽電池モジュール。
【請求項６】方形の前記中空ケースの相対向する任意
の２つの側端部に延設された一対の前記取付部材を有
し、各取付部材は、前記傾斜屋根面に当接された状態で
固定される固定片と、該固定片の太陽電池モジュール本
体側に面する端縁から起立する起立片とからなり、該起
立片の上端縁が、前記中空ケースの一方の前記側端部上
縁に連設され、各固定片には、取付固定具を挿通する取
付孔が穿設されていることを特徴とする請求項１又は２
記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記固定片は、断面折板形又は波板形に
形成されていることを特徴とする請求項６記載の太陽電
池モジュール。
【請求項８】前記一対の取付部材において、一方の取
付部材の固定片と、他方の取付部材の固定片とには、互
いに所定の重合幅で、かつ、向きを変えないで上下方向
に嵌合し合う起伏形状を有する重合部がそれぞれ設けら
れていることを特徴とする請求項６又は７記載の太陽電
池モジュール。
【請求項９】前記傾斜屋根面の所定の箇所に予め軸部
を上方に向けた状態にして前記固定具を取り付けてお
き、この後、前記傾斜屋根面に前記太陽電池モジュール
を載置しながら、前記固定具の軸部に前記取付部材の固
定片の対応する前記取付孔を嵌め込むことで、前記太陽
電池モジュールを前記傾斜屋根面に取り付けることを特
徴とする請求項６，７又は８記載の太陽電池モジュール
の屋根への取付方法。
【請求項１０】折板葺き又は波板葺きの前記傾斜屋根
面に、前記太陽電池モジュールを取り付ける方法であっ
て、断面折板形又は波板形に形成された前記固定片を屋
根葺材である前記折板又は波板に嵌合状態に当接して、
前記太陽電池モジュールを前記折板又は波板に載置した
後、前記太陽電池モジュールを前記傾斜屋根面に固定す
ることを特徴とする請求項７記載の太陽電池モジュール
の屋根への取付方法。
【請求項１１】複数の太陽電池モジュールを傾斜屋根
面に並べて取り付ける方法であって、任意の一の前記太
陽電池モジュールの一方の取付部材の固定片に設けられ
た前記重合部と、隣の前記太陽電池モジュールの対応す
る取付部材の固定片に設けられた前記重合部とを、互い
に嵌合状態に上下に重ね合わせた状態で、複数の前記太
陽電池モジュールを前記傾斜屋根面に固定することを特
徴とする請求項８記載の太陽電池モジュールの屋根への
取付方法。