JPH10131442A - 太陽電池パネルの据付方法及び据付部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屋根の補強工事を行うことなく太陽電池パネ
ルの暴風時吹上防止を考慮した太陽電池一体型屋根パネ
ル又はその太陽電池一体型屋根パネルの据付方法を提供
する。 【解決手段】 太陽電池モジュール２０が電池支持板２
１に配設された太陽電池パネルを波状屋根材である既設
屋根スレート３０の直接固定させる太陽電池パネルの据
付部材であって、この太陽電池パネルの据付部材は、電
池支持板２１の下面に取り付けられたテンション材１４
を有し、このテンション材１４の下端を既設屋根スレー
ト３０の波頂部に形成した貫通孔を介して屋根材の下方
の屋根構造部材（例えばトラス）に止着させ、太陽電池
パネルを屋根材に直接固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池パネルの据
付方法及び据付部材、特に既設の屋根に対して更なる補
強を施さずに太陽電池パネルを据え付ける太陽電池パネ
ルの据付方法及び据付部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池を利用して電気エネルギーを得
ようとする場合、従来は屋根材に架台を設置し、この架
台に太陽電池パネルを据え付けていた。上記架台を既設
の屋根に設置する場合、太陽電池パネルの重量に加えて
台風等の風圧によるテンション方向の荷重を考慮して、
既設の屋根に対して例えば鉄骨材等により補強を行って
いた。

【０００３】また、近年では、屋根に直接太陽電池パネ
ルを付設する方法が提案されている。例えば、特開平８
−１７７１８７号公報の「太陽電池付き屋根ユニット」
には、図１２に示すように、横梁材（母屋）１０１にド
リルビス１０９で固定された縦梁材（垂木）１０２に断
熱材１０６を介して固定材１０４により固定された屋根
材一体型太陽電池モジュール１０５が開示されている。

【０００４】また、特開平７−２１７１０１号公報の
「屋根」には、図１３に示すように、屋根の下地材２０
２に枕座２０４と固定ボルト２０６により波状の下位屋
根板２０８が固定され、更に下位屋根板２０８にスペー
サ２１２を介して上位屋根板２１０を重ね、この上位屋
根板２１０にビスによって受け金具２１６の本体２１６
ｂを固定し、本体２１６ｂと押え板２１６ａとで形成さ
れる嵌合凹部２１８に太陽電池モジュール２１７を嵌合
配置させた２重防水屋根板構造が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、既設の屋根上に架台を設置する場合や特開平
８−１７７１８７号公報開示の太陽電池付き屋根ユニッ
トの場合、太陽電池パネルの重量に加えて台風等の風圧
によるテンション方向の荷重を考慮して、電池パネル面
積に応じた強力な屋根材を補強工事する必要があった。
このため、費用がかさみ、屋根のスペースの点でも問題
があった。

【０００６】また、既設屋根材が特開平７−２１７１０
１号公報に開示されたようなスレート葺き等の軽量材の
ものにあっては、補強材による自量増加に構造上耐えら
れないため、従来の方法では設置ができない場合も多く
見受けられた。

【０００７】本発明は上記従来の課題に鑑みたものであ
り、その目的は、軽量化太陽電池パネルの暴風時吹上防
止を考慮し、かつ過剰な重量増加を伴わない簡易な施工
方法による太陽電池一体型屋根パネル又はその太陽電池
一体型屋根パネルの据付方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る太陽電池パネルの据付方法
は、以下の特徴を有する。

【０００９】（１）太陽電池が電池支持板に配設された
太陽電池パネルを屋根材に直接固定させる太陽電池パネ
ルの据付方法において、前記屋根材に貫通孔を形成し、
前記電池支持板の下面に取り付けられた電池支持板据付
用テンション材の下端を前記貫通孔を介して前記屋根材
の下方の屋根構造部材に止着させ、前記太陽電池パネル
を屋根材に直接固定する。

【００１０】従って、従来のように太陽電池パネル専用
の設置架台が不要となる。更に、屋根材を補強すること
なく、太陽電池パネルの重量に加えて台風等の風圧によ
るテンション方向の荷重にも耐えられるように、屋根に
太陽電池パネルを設置することができる。

【００１１】（２）上記（１）に記載の太陽電池パネル
の据付方法において、前記屋根材は、波状屋根材であ
り、前記貫通孔は、前記波状屋根材の波頂部に形成され
る。

【００１２】従って、太陽電池パネルを安定して波状屋
根材に固定させることができる。

【００１３】（３）太陽電池が電池支持板に配設された
太陽電池パネルを屋根材に直接固定させる太陽電池パネ
ルの据付部材であって、前記電池支持板の下面に取り付
けられた電池支持板据付用テンション材を有し、前記電
池支持板据付用テンション材の下端を前記屋根材に形成
された貫通孔を介して前記屋根材の下方の屋根構造部材
に止着させ、前記太陽電池パネルを屋根材に直接固定す
る。

【００１４】従って、屋根材を補強することなく、太陽
電池パネルの重量に加えて台風等の風圧によるテンショ
ン方向の荷重にも耐えて、屋根に太陽電池パネルを設置
することができる。

【００１５】（４）上記（３）に記載の太陽電池パネル
の据付部材において、前記電池支持板据付用テンション
材は、前記太陽電池への電気配線を兼ねる。

【００１６】従って、電池支持板据付用テンション材
は、太陽電池パネルを屋根材に固定すると共に、太陽電
池パネルからの電気を移送することができ、太陽電池パ
ネル設置後に消費電力側の機器との接続工事を屋内で行
うことができるので、作業性がよい。

【００１７】（５）上記（３）に記載の太陽電池パネル
の据付部材において、前記電池支持板の周辺の少なくと
も対向する二辺には、下方に折れ曲がった折曲げ水切り
部が設けられ、前記折曲げ水切り部の下縁がそれぞれ前
記屋根材に衝合する。

【００１８】従って、折曲げ水切り部の下縁がそれぞれ
屋根材に衝合するので、電池支持板据付用テンショ材に
よる固定に加え、更に太陽電池パネルの左右のバランス
をとって固定することができる。

【００１９】（６）上記（５）に記載の太陽電池パネル
の据付部材において、前記電池支持板据付用テンション
材の下端は、波状屋根材の波頂部に形成された貫通孔を
介して前記波状屋根材の下方の屋根構造部材に止着さ
せ、前記折曲げ水切り部の下縁は、それぞれ前記波状屋
根材の波谷部に衝合する。

【００２０】従って、折曲げ水切り部の下縁は、それぞ
れ前記波状屋根材の波谷部に衝合するので、特殊な形状
のジョイントを電池支持板に形成する必要がない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を説明する。

【００２２】第１実施形態．図１〜図４を用いて、本実
施形態の太陽電池パネルの据付方法及び据付部材につい
て説明する。

【００２３】図１に示すように、工場の屋根は、一般に
南方向に傾斜した複数の屋根１２からなる。この既設の
屋根１２を利用して電気エネルギーを得るために、通常
上記南向きに傾斜した屋根１２に、図１に示すように、
太陽電池パネル１０が設置される。

【００２４】本実施形態の太陽電池パネルの据付方法
は、図２に示すように、太陽電池パネル１０が、その長
尺部分を屋根１２の長手方向に沿わせるようにして、傾
斜した屋根１２の頂点に一端を引っ掛けて設置され、更
に屋根１２に形成した２つの貫通孔を介して太陽電池パ
ネル１０下面の２本の電池支持板据付用テンション材１
４（以下「テンション材１４」という）を、屋根１２の
下方の屋根構造部材である既設工場トラス鉄骨４０（以
下「トラス４０」という）に取り付けることにより、太
陽電池パネルを屋根に固定する方法である。例えば、屋
根裏に垂らしたテンション材１４を天窓開口から引っ掛
け棒などで引き寄せ近くのトラス４０に束ねて固定して
もよい。

【００２５】これにより、暴風時吹上げ防止を簡便に行
うことができる。更に、暴風時の吹上げ力は、トラス上
弦材接点間に取り付けられた母屋を介さずに、トラス接
点に直接伝えられるため、上弦材に不利な曲げモーメン
トが働かず、トラス強度を維持することができる。

【００２６】更に、本実施形態の太陽電池パネルの据付
部材及びその据付方法について、図３〜図４を用いて説
明する。

【００２７】本実施形態の太陽電池パネルの据付部材
は、図３に示すように、電池支持板２１上に太陽電池モ
ジュール２０（例えば、アモルファス太陽電池）が配設
された太陽電池パネルにおいて、電池支持板２１の下面
の長手方向の中心線上の電池モジュール数２か所に、そ
れぞれパネル裏面出力端子コネクター２４を介してテン
ション材１４が取り付けられている。上記テンション材
１４は、表面が絶縁材からなり、芯材が導線からなる。
従って、一方のテンション材１４は陽極、他方のテンシ
ョン材１４は陰極として機能するので、上記テンション
材１４は、太陽電池モジュール２０への電気配線を兼ね
ることができる。このため、テンション材に配線を添わ
せているので、太陽電池パネルに別途配線を行う必要が
なく、施工を簡略化することができる。また、消費電力
側の機器との接続工事は太陽電池パネル設置後に屋内作
業することができる。

【００２８】更に、電池支持板２１の短手方向の対向す
る二辺には、下方に折れ曲がった折曲げ水切り部２２が
設けられ、折曲げ水切り部２２の下縁は、それぞれ波状
屋根材である既設屋根波形スレート３０（以下「スレー
ト３０」という）の波谷部に衝合する。

【００２９】従って、このテンション材１４の下端を、
スレート３０の波頂部にドリルなどで形成した２つの貫
通孔を介して、図示しない屋根材の下方のトラス鉄骨に
束ねて止着させることにより、太陽電池パネルを屋根に
直接固定することができる。尚、貫通孔はゴムのブッシ
ュなどで防水することにより簡単に雨仕舞いできる。本
実施形態では、貫通孔を２つにしたが、これに限るもの
ではなく、１つの貫通孔をスレート３０の波頂部に形成
し、２本のテンション材１４を束ねてこの１つの貫通孔
から通してトラスに固定してもよい。

【００３０】尚、上記電池支持板２１の部材は、特に限
定はなく、折り曲げ加工でき、屋根材としての機能を満
足できるものであればよい。具体的には、溶融亜鉛メッ
キ鋼板やガルバリウム鋼板などの防錆処理鋼板、特殊銅
及び非鉄金属、ステンレス鋼板、耐候性鋼板、銅板、ア
ルミニウム合金板、鉛板、亜鉛板、チタニウム板などが
使用できる。

【００３１】また、本実施形態で使用される太陽電池モ
ジュールは、その種類は特に限定されないが、好ましく
は可曲性を有する太陽電池であって、得に好ましくはス
テンレス基板上に形成された薄膜結晶あるいは非晶質シ
リコン半導体である。すなわち、ステンレス基板状に形
成された非晶質シリコン半導体は、０．１ｍｍ程度の厚
みまで薄くすることができるために、太陽電池素子を充
填するための充填材の量を少なくすることができる。ま
た、ステンレス基板状に形成された非晶質シリコン半導
体は、可曲性であるため、太陽電池一体型屋根の上を人
が歩いたとしても、太陽電池が割れるおそれがない。ま
た、ステンレス基板状に形成された薄膜結晶あるいは非
晶質シリコン半導体を使用することができるので、太陽
電池モジュールの重量を軽減化することができる。

【００３２】また、図３に示すように、電池支持板の対
向する２つの折曲げ水切り部２２の下縁が、それぞれス
レート３０の波谷部に衝合するので、特殊な形状のジョ
イントを電池支持板に形成することなく、安定して太陽
電池パネルを屋根に固定することができる。

【００３３】また、図４に示すように、本実施形態の太
陽電池パネルの据付部材の電池支持板２１の一端には、
更に傾斜屋根の頂点に引っ掛けるためのフック２１ａが
形成されている。従って、このフック２１ａを、フック
ボルト３６によりスレート３０、下地板１１及び母屋３
２を締め止めすることによって、更に太陽電池パネルを
屋根材に安定に固定させることができる。一方、上述し
たように、テンション材１４は、トラス４０に固定され
る。

【００３４】尚、本実施形態の太陽電池パネルの据付部
材は、短手方向に隣接させて複数個屋根に固定される。

【００３５】以上、本実施形態の太陽電池パネルの据付
部材及び据付方法によれば、隣接する太陽電池モジュー
ルはそれぞれ独立した電池支持板に固定されているの
で、屋根上で、電気接続部分がないため、雨仕舞いが良
好となる。また、各電池支持板の下面から直接屋内へ配
線ができるため、太陽電池の配線剤やコネクターなどの
接続部分が屋外に晒されることがなく、接続部分の劣化
がほとんどなく、接続不良のおそれがなくなる。従っ
て、信頼性に優れた太陽電池を提供することができる。

【００３６】第２実施形態．次に、本発明の第２の実施
形態の太陽電池パネルの据付部材について、図５〜図７
を用いて説明する。尚、第１実施形態の太陽電池パネル
の据付部材と同様の構成要素には同一の番号を付し、そ
の説明を省略する。

【００３７】図５に示すように、通常工場の鋸屋根の北
面には、天窓１８が形成される。そこで、既設の工場屋
根に太陽電池パネルを固定する場合、上記天窓１８より
屋外に出て、屋根上の作業足場を伝いながら、太陽電池
パネルを施設していく。すなわち、図６に示すように、
天窓から屋外に出て位置ａに掛けられた移動用足場（例
えば梯子）を伝って谷樋４６（図８）に降りる。次い
で、この移動用足場を位置ｂに掛け屋根を登ってゆき、
位置ｃの位置にこの移動用足場を掛ける。この移動用足
場は、一端が屋根棟部に掛け止めできるようにフック状
になっている。

【００３８】本実施形態の特徴は、この位置ｃに残留さ
せた移動用足場に太陽電池パネルを設置し、更に太陽電
池パネルの据付部材の折曲げ水切り部４２が、移動用足
場４２の横幅を嵌め込むように形成されたことである。
これにより、移動用足場が屋根の補強材として機能する
ため、例えば暴風等により強力にテンションがかかりや
すいケラバ１６部分への太陽電池パネルの設置に適して
いる。

【００３９】次に、本実施形態のテンション材１４をト
ラス４０に固定する方法について、図８〜図１１を用い
て説明する。

【００４０】図９に示す樹脂製下弦材配線カバー３１の
下限カバー固定プレート３３によってテンション材１４
は束ねられて、図１０〜図１１に示すようにコハゼ止め
することにより、トラス内足場３５と共に固定すること
ができる。更に、図１１に示すように、トラス４０を樹
脂製下弦材配線カバー３１で包むようにしてテンション
材１４を包含し、この樹脂製下弦材配線カバー３１に設
けられたテンション材固定孔１７よりテンション材１４
の先端を引き出す。これにより、消費電力側の機器との
接続工事は太陽電池パネル設置後に屋内作業することが
できる。

【００４１】以上、本発明の太陽電池パネルの据付方法
及び据付部材によれば、折曲げ水切り部が設けられてい
るので、太陽電池パネル設置時に太陽電池モジュール間
の隙間を埋めるカバー等の複雑な雨仕舞いの治まりを必
要とせず、パネル撤去後の補修もスレートの波頂部の配
線兼用テンション材貫通孔のコーキング材充填補修のみ
と容易に施工することができる。

【００４２】また、屋根状に別の補強材を必要とせず、
パネル同士を間隔を変えた任意のピッチで配列すること
ができるため、既設の屋根スレート重ね幅不足による雨
漏り等不具合を選択的に補修することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池パ
ネルの据付方法及び据付部材によれば、従来のように太
陽電池パネル専用の設置架台が不要となる。更に、屋根
材を補強することなく、太陽電池パネルの重量に加えて
台風等の風圧によるテンション方向の荷重にも耐えられ
るように、屋根に太陽電池パネルを設置することができ
る。

【００４４】また、電池支持板据付用テンション材は、
太陽電池への電気配線を兼ねるので、電池支持板据付用
テンション材は、太陽電池パネルを屋根材に固定すると
共に、太陽電池パネルからの電気を移送することがで
き、太陽電池パネル設置後に消費電力側の機器との接続
工事を屋内で行うことができるので、作業性がよい。

【００４５】また、電池支持板据付用テンション材の下
端が、波状屋根材の波頂部に形成された貫通孔を介して
前記波状屋根材の下方の屋根構造部材に止着させ、一方
折曲げ水切り部の下縁が、それぞれ前記波状屋根材の波
谷部に衝合するので、特殊な形状のジョイントを電池支
持板に形成する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 工場既設屋根に設置された太陽電池パネルを
説明する図である。

【図２】 本発明の太陽電池パネルの据付方法及び据付
部材により太陽電池パネルが据え付けられた工場の断面
図である。

【図３】 本発明の第１実施形態の太陽電池パネルの据
付部材の構成の概略図である。

【図４】 本発明の第１実施形態の太陽電池パネルの据
付部材の据付状況を説明する図である。

【図５】 北東向き方向から見た工場の斜視図である。

【図６】 本発明の第２実施形態の太陽電池パネルの据
付部材の据付方法を説明する図である。

【図７】 本発明の第２実施形態の太陽電池パネルの据
付部材の構成の概略図である。

【図８】 本発明の第２実施形態の太陽電池パネルの据
付部材の据付状況を説明する図である。

【図９】 テンション材をトラス固定するための配線カ
バーの展開図である。

【図１０】 配線カバーの取り付け状況を説明する図で
ある。

【図１１】 配線カバーを用いてテンション材をトラス
固定する手順を説明する図である。

【図１２】 従来の太陽電池付き屋根ユニットの構成を
示す図である。

【図１３】 従来の太陽電池一体型屋根の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１１ 下地材、１４ テンション材、２０ 太陽電池モ
ジュール、２１ 電池支持板、２２ 折曲げ水切り部、
２４ パネル裏面出力端子コネクター、３０既設屋根ス
レート。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池が電池支持板に配設された太陽
   電池パネルを屋根材に直接固定させる太陽電池パネルの
   据付方法において、 前記屋根材に貫通孔を形成し、前記電池支持板の下面に
   取り付けられた電池支持板据付用テンション材の下端を
   前記貫通孔を介して前記屋根材の下方の屋根構造部材に
   止着させ、前記太陽電池パネルを屋根材に直接固定する
   ことを特徴とする太陽電池パネルの据付方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の太陽電池パネルの据付
   方法において、 前記屋根材は、波状屋根材であり、 前記貫通孔は、前記波状屋根材の波頂部に形成されるこ
   とを特徴とする太陽電池パネルの据付方法。
3. 【請求項３】 太陽電池が電池支持板に配設された太陽
   電池パネルを屋根材に直接固定させる太陽電池パネルの
   据付部材であって、 前記電池支持板の下面に取り付けられた電池支持板据付
   用テンション材を有し、 前記電池支持板据付用テンション材の下端を前記屋根材
   に形成された貫通孔を介して前記屋根材の下方の屋根構
   造部材に止着させ、前記太陽電池パネルを屋根材に直接
   固定することを特徴とする太陽電池パネルの据付部材。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の太陽電池パネルの据付
   部材において、 前記電池支持板据付用テンション材は、前記太陽電池へ
   の電気配線を兼ねることを特徴とする太陽電池パネルの
   据付部材。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の太陽電池パネルの据付
   部材において、 前記電池支持板の周辺の少なくとも対向する二辺には、
   下方に折れ曲がった折曲げ水切り部が設けられ、前記折
   曲げ水切り部の下縁がそれぞれ前記屋根材に衝合するこ
   とを特徴とする太陽電池パネルの据付部材。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の太陽電池パネルの据付
   部材において、 前記電池支持板据付用テンション材の下端は、波状屋根
   材の波頂部に形成された貫通孔を介して前記波状屋根材
   の下方の屋根構造部材に止着させ、 前記折曲げ水切り部の下縁は、それぞれ前記波状屋根材
   の波谷部に衝合することを特徴とする太陽電池パネルの
   据付部材。