JPH1018515A

JPH1018515A - 瓦

Info

Publication number: JPH1018515A
Application number: JP8176564A
Authority: JP
Inventors: Tatsukiyo Otsuki; 立清大月; Satoshi Kawabuchi; 聰川淵; Keita Sugihara; 啓太杉原; Yoshio Watanabe; 渡邊美雄
Original assignee: KYODO KUMIAI DOT OKAYAMA
Current assignee: KYODO KUMIAI DOT OKAYAMA
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1998-01-20
Anticipated expiration: 2016-07-05
Also published as: JP3031863B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設置・修理等が容易であり、耐久性があり、
かつ太陽電池モジュールの過熱を防止して高効率で発電
し得る、太陽電池モジュールが一体化された瓦を提供す
る。【解決手段】太陽電池モジュール１、該モジュールを
支持し瓦本体に固定するためのフレーム２、及び該モジ
ュールを瓦本体の底部と空間層を隔てて固定するための
側壁31を左右両端に設け且つ該側壁31の各々の外側部に
他の瓦との接続部を設けてなる断面凹状の瓦本体３から
なり、前記フレーム２で支持された太陽電池モジュール
１が前記側壁31の頂部面に載置されて瓦本体３に固定さ
れ、モジュール１と瓦本体３の底部とが空間層を隔てて
二層構造を構成してなる、太陽電池モジュールが一体化
された瓦、及びその瓦同士の接続部を被覆する被覆用瓦
との組み合わせである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ル付きの瓦に関するものである。詳しくは、それにより
屋根材に太陽電池を取り付けることができ、かつ雨風を
防ぐと共に家庭等で使用する電力を提供することのでき
る、建築物の屋根瓦に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び課題】従来の住宅等に設置する太陽電
池モジュールは、架台を取り付けた屋根の上に太陽電池
モジュールあるいはパネルを取り付ける、屋根への固定
方式が主流である。また、屋根瓦の一枚毎に太陽電池モ
ジュールを接着剤またはシール材を用いて取り付ける一
体型の屋根瓦も提案されている。しかしながら、従来の
太陽電池モジュールは下記のような問題点があった。

【０００３】太陽電池モジュールを取り付け金具等を用
いて屋根の上に固定する場合は、風に飛ばされないよう
にするため、屋根の構造自体を補強したり、防水及び取
り付け部の補強が必要になるという欠点があった。ま
た、屋根は伝統的に建物の美観を重視するため、例えば
瓦等及び壁によって家全体を美しくするものである。そ
の屋根に太陽電池パネルを取り付けるには、従来の伝統
的な美的バランスを保つのが難しかった。

【０００４】また、屋根瓦と太陽電池モジュール一体型
の場合、シーリング材で接合部の漏水を防ぐのが難しい
という欠点があった。また、シーリング材を充填するに
は、多くの手間がかかるという問題があった。太陽電池
モジュールの端子からの、各々のリード線及び端子は、
雨や塩害によって漏電及び腐食、錆による接触不良等の
故障が生じ易いので、色々な防水・防錆方法がとられて
いるが、方法が複雑であり、また端子の防水・防錆が高
価になる欠点があった。

【０００５】太陽電池モジュールが故障した場合、また
は断線や短絡が発生した場合には、発見するのに手間が
かかり、たとえ故障個所が発見できたとしても、その部
分だけの太陽電池モジュールを取り替えることは多大の
労力を必要とした。太陽電池モジュールでパネル型の場
合は、設置・修理等のメンテナンスの際に屋根の上を人
が歩くのは滑り易く危険であった。また、大型のパネル
の取り替えは、多くの手間がかかるという欠点があっ
た。

【０００６】またパネル型の場合は、台風時の大雨や強
風の場合に、風向きによって雨水が逆に屋根を登って、
瓦と瓦の継ぎ目の隙間に入り、家屋の雨漏りの原因とな
ることがあった。また、大屋根の場合は、屋根の下流部
になると水の流量及び水の流れが速いので、雨どいを超
えて流れ落ちたり、瓦と瓦の隙間に雨水が浸入するとい
う欠点があった。さらに、屋根の葺き替え、あるいは家
屋の取り壊しの場合、太陽電池とガラスと粘土、スレー
トが一体のため処分が難しいという欠点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池モジ
ュール１、該モジュールを支持し瓦本体に固定するため
のフレーム２、及び該モジュールと瓦本体の底部とを空
間層を隔てて固定するための側壁31を左右両端に設け且
つ該側壁31の各々の外側部に他の瓦との接続部を設けて
なる断面凹状の瓦本体３からなり、前記フレーム２で支
持された太陽電池モジュール１が前記側壁31の頂部面に
載置され瓦本体３に固定され、モジュール１と瓦本体３
の底部とが空間層を隔てて二層構造を構成してなる、太
陽電池モジュールが一体化された瓦である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の瓦で屋根を葺くにあたっ
ては、太陽電池モジュールが一体化された瓦と円弧柱状
の瓦 (丸瓦) を交互に組み合わせて屋根材を構成する。
本発明の瓦は、太陽電池モジュール１はフレーム２によ
って支持され、そのフレーム２を瓦本体３の側壁31の頂
部面に載置し、固定片を折り曲げて瓦本体３に固定され
たもので、モジュール１と瓦本体３の底部とが空間層を
隔てて二層構造を構成してなる、太陽電池モジュールが
一体化された瓦である。モジュール１と瓦本体３との間
の空間層は厚さ10〜50mmが好ましく、特に10〜30mmが好
ましい。瓦本体は野地坂にかかりずり落ちないようにカ
ギ状となっており、端部はステンレス等の釘によって野
地坂に固定される。次いで、固定された瓦本体の接続部
の上に丸瓦をはめ込んで接続部が被覆される。

【０００９】瓦本体３の中央には、端子ボックスを設け
ると同時に太陽電池モジュールを支えることのできる支
持体34を設けるのが好ましい。その支持体の中央から瓦
本体の裏面を通って両端からリード線が引き出される。
支持体は頂部断面が凹状を有する支持柱が好ましく、凹
部に端子ボックスやリード線が収納される。太陽電池モ
ジュールと支持体との接続は気密に保持され、支持体端
子ボックスやリード線の収納部に雨水が侵入しないよう
にされる。

【００１０】瓦と瓦の接続部は丸瓦で被覆することによ
って瓦本体に当たる風を弱めると共にその接続部分から
の雨水の浸入を防ぐことができる。また、丸瓦はその下
にある瓦本体の間に嵌め込みとなっているので、雨水は
隙間から容易に入ることのない構造となっている。また
太陽電池モジュールの端面を被覆して雨や太陽光線が直
接当たらないようにできる。

【００１１】太陽電池モジュールは、金属フレームに嵌
め込み、シーリング材、例えばブチルゴム、シリコン樹
脂等で封止し防水して、フレームに固定する。フレーム
は金属フレームが好ましい。このフレームの縦方向の端
面を粘土でできた丸瓦でかぶせるようにする。

【００１２】左右方向に隣接する瓦と瓦の接続部には、
電気配線とコネクター収納のための空間が設けられてい
る。その上に丸瓦を被覆して組み合わせる。このように
して、コネクター及び電気配線を丸瓦の下部の瓦と瓦と
の接続部分に収納し配線を行なう。

【００１３】上段と下段の太陽電池モジュールは、段重
ねに葺く構造となっている。別の方法として上段と下段
の太陽電池モジュールを突き合わせて葺く方法もある。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の太陽電池モジュールが一体化
された瓦の説明図である。フレーム２で支持された太陽
電池モジュール１が瓦本体３の側壁31に載置され固定さ
れており、太陽電池モジュール１と瓦本体３の底部は、
空間層を隔てて二層構造を形成している。図２は図１の
瓦の断面図である。

【００１５】図３は、多結晶の太陽電池モジュール１
で、その保護として厚さ 6mmの強化ガラスが張り合わさ
れている。図４は、太陽電池モジュール１を瓦本体３に
取り付けるための金属製フレーム２で21はフレーム本
体、22は瓦本体との係合部、23は瓦本体への (折り曲
げ) 取り付け部、24は太陽電池モジュールの嵌め込み部
である。23の折り曲げ部の折り曲げた先端に上段の瓦本
体３が乗せられる。太陽電池モジュール１はフレームの
中央のはめ込み部24に埋め込まれて、その周囲はシリコ
ン樹脂、ブチルゴム、アクリル樹脂等のシーリング材で
封止され、かくしてモジュールはフレームに支持され、
防水されている。図５は瓦本体３であって、これが直列
に屋根の上に葺かれる。瓦本体３はその両端に、モジュ
ールをその頂部面32の上に載置するための側壁31を有
し、その側壁31の外側部には左右方向の他の瓦との接続
するための接続部33が設けられている。接続部33はその
被覆用の丸瓦を乗せるか又は丸瓦が覆われる部分であ
り、通常、半円筒形である。これは水返しの機能も持っ
ている。さらに瓦本体３は、中央に太陽電池モジュール
を支持し、端子ボックスを収納可能な支持体 (支持台)3
4 が設けられている。また、リード線を瓦本体の底から
配線するための穴が設けられ、また、モジュールとの係
合部35が設けられている。

【００１６】フレーム２に組み込まれた太陽電池モジュ
ール１は図５の瓦本体３に埋め込まれ、フレーム２の係
合部22が瓦本体３の係合部 (切り込み)35 と係合され、
フレーム２の足の折り曲げ部23が瓦本体３の下側の角部
に曲げて固定される。かくして、太陽電池モジュール１
は瓦本体３に固定される。図６は、フレーム２と瓦本体
３との係合部分を示す部分説明図である。

【００１７】図７に示す丸瓦は、粘土を主原料とする焼
き物で出来ているため、比重が重く丸みがあるので風に
飛ばされにくい。さらに、瓦と瓦の接合部の端子は雨水
から保護されているので、錆びにくく接触不良を起こし
たり、電線及びリード線の腐食を防ぐことができる。穴
は丸瓦がずり落ちないように、金属線を通して瓦桟ある
いは野地板に固定するためのものである。

【００１８】図８は、本発明の、太陽電池モジュール１
と瓦本体３が一体化された瓦と丸瓦５とを組み合わせて
使用した状態の断面図である。丸瓦を瓦と瓦の接合部に
被覆することにより、接合部を保護することができる。
図９〜１１図は、瓦本体の内部配線、及び瓦本体同士の
接続状態と配線の接続状態を示す説明図であり、各種の
接続状態を例示している。

【００１９】図１のように、フレームに取り付けた太陽
電池モジュールを瓦本体に埋め込んで取り付け、屋根の
上に直列に葺いた後、コネクターで配線し、丸瓦を被せ
ることによって太陽電池付き屋根材が得られる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の瓦は、太陽電池モジュール１と
瓦本体３の底部とが空間層を隔てた二層構造になってい
るので、太陽電池モジュールの過熱を防止して高効率で
発電し得る。また本発明の瓦では、太陽電池モジュール
と瓦本体が一体型の構造になっており、その並列する接
合部は、被覆用瓦（通常は丸瓦）をかぶせて接合してい
るので風に飛ばされにくく、雨が瓦の下まで漏れにく
い。また、二層一体型のため、断熱性にも優れ、夏は涼
しく冬暖かい。また、室内あるいは屋外の騒音に対する
遮音性にも優れている。また、特に太陽電池モジュール
と金属製のフレームに丸瓦が被さっているので、紫外線
によるシーリング材の劣化を防ぐことができる。さら
に、フレームと瓦本体の取り付けは、はめ込み式なので
太陽電池の交換が容易である。そして取り付け部周辺の
雨水は、瓦本体が受けるので太陽電池モジュールによっ
て雨が瓦本体の下に漏れにくい。さらに、太陽電池モジ
ュールを段重ね方式にすれば、太陽電池モジュールが瓦
の役目を果たすことができる。電気配線及びコネクター
が瓦本体と瓦本体のつなぎ合わせ部分に収納され、その
上から平瓦を被せてありコネクターに雨水や埃が入りに
くいので腐食されにくく、電気配線を直列及び並列に行
うことができる。

【００２１】瓦本体は、セメントを素材とした場合、加
工が容易で、しかも太陽電池モジュールの下に隠れるた
め、直射日光が当たらず、風化されにくく耐久性に優れ
ている。また、焼き物瓦に比べ寸法精度が高いので太陽
電池モジュールの取り付けが容易である。丸瓦は、粘土
を素材として、上塗りを塗った焼物であるため半円状で
も圧縮荷重にも強い。これらの長所の組み合わせによっ
て、耐久性及び経済性に優れた瓦を提供することが可能
になる。上段と下段の太陽電池モジュールは、段重ねに
すれば逆風（向かい風）が強い場合でも、雨水が上りに
くい。また大雨でも段落ちのため、流れを和らげること
ができる。そして、太陽電池モジュールの重ね部又は突
き合わせ部、及び丸瓦と瓦本体の隙間から雨水が多少浸
入しても瓦本体の底部が受けるので、大雨及び暴風雨の
際でも、野地板の下までの雨漏りを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の太陽電池モジュールが一体化さ
れた瓦の説明図である。

【図２】図２は本発明の太陽電池モジュールが一体化さ
れた瓦の断面図である。

【図３】図３は太陽電池モジュールの説明図である。

【図４】図４は太陽電池モジュールの端面の保護及び瓦
本体への取り付け用のフレームの説明図である。

【図５】図５は太陽電池モジュールの取り付け用の瓦本
体の説明図である。

【図６】図６は、フレーム２と瓦本体３との係合部分を
示す部分説明図である。

【図７】図７は丸瓦の説明図である。

【図８】図８は、本発明の太陽電池付き屋根瓦と丸瓦と
を組み合わせて使用した状態の断面図である。

【図９】図９は、瓦本体の内部配線及び接続状態を示す
説明図である。

【図１０】図１０は、瓦本体同士及びそれらの配線の接
続状態を示す説明図である。

【図１１】図１１は、瓦本体同士及びそれらの配線の接
続状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１太陽電池モジュール２フレーム３瓦本体４空気層（空洞）５丸瓦２１フレーム本体２２瓦本体との接合部２３瓦本体との折り曲げ接合部２４太陽電池モジュール嵌め込み部３１瓦本体の側壁３２側壁の頂部３３瓦本体の接合部３４瓦本体の支持台３５太陽電池モジュールとの接合部３６裏面のリード線の導入溝７１野だる木７２野地板７３瓦桟

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邊美雄岡山県岡山市高柳東町13番46号日進ゴム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池モジュール（１）、該モジュー
ルを支持し瓦本体に固定するためのフレーム（２）、及
び該モジュールを瓦本体の底部と空間層を隔てて固定す
るための側壁（31）を左右両端に設け且つ該側壁（31）
の各々の外側部に他の瓦との接続部を設けてなる断面凹
状の瓦本体（３）からなり、前記フレーム（２）で支持
された太陽電池モジュール（１）が前記側壁（31）の頂
部面に載置されて瓦本体（３）に固定され、モジュール
（１）と瓦本体（３）の底部とが空間層を隔てて二層構
造を構成してなる、太陽電池モジュールが一体化された
瓦。
【請求項２】接続部に電線及びコネクターの埋め込み
部分を有する請求項１の瓦。
【請求項３】瓦本体の左右の側壁の間に側壁と同じ高
さのモジュール（１）の支持体であって垂直方向の断面
が凹状の支持体を有する請求項１の瓦。
【請求項４】瓦本体の裏面にリード線の導入溝を有す
る請求項１の瓦。
【請求項５】モジュール（１）と瓦本体（３）との間
の空間層が厚さ10〜50mmである請求項１の瓦。
【請求項６】請求項１の瓦の接続部で相互に接続した
２枚の瓦の接続部を跨がって被覆し２つの太陽電池モジ
ュールの接続部側の端部に載置され固定される円弧柱状
の被覆瓦であって、太陽電池セルの金属電極とガラス基
板及び太陽電池モジュール相互の配線部への水の浸入を
防止する、被覆用瓦。
【請求項７】請求項１の瓦と請求項６の瓦からなる組
み合わせ瓦。