JPH10317592A - 太陽電池付屋根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池と屋根瓦の固定を、複雑な工程や厄
介な屋根工事を行うことなく、極めて簡単な作業によっ
て、迅速且つ堅固に、且つ、低コストで葺設することが
できる太陽電池付屋根を提供する。 【解決手段】 屋根瓦基材１１の表面に太陽電池１２が
配設されてなる太陽電池付屋根瓦１が軒先より棟部に向
かって、水上側の太陽電池付屋根瓦１が水下側の太陽電
池付屋根瓦１の上縁部及び側縁部の一部重なり合う周縁
部付近を屋根下地材４に釘打ちして順次葺設されてなる
太陽電池付屋根瓦１にあって、基板２１と該基板２１の
表面から上方に先端が水上側にＬ字状に屈曲して形成さ
れた挟持部２２とからなる固定金具２の基板２１が、上
記水下側の太陽電池付屋根瓦１の上縁部に固定され、表
面に配設されている太陽電池１２の上縁部を押圧し、上
記Ｌ字状に屈曲した挟持部２２が、水上側の太陽電池付
屋根瓦１の下縁部を挟み込んで、該太陽電池付屋根瓦１
の表面に配設されている太陽電池１２の下縁部を押圧す
るようになされていることを特徴とする太陽電池付屋
根。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池付屋根に
関する。

【０００２】

【従来の技術】やがて招来するであろう化石燃料の枯
渇、酸性雨問題及び炭酸ガスによる温室効果等の地球環
境問題と相俟って、代替エネルギーの一つとして、住宅
の屋根を発電スペースとする太陽電池付屋根が開発され
ている。従来、このような太陽電池付屋根として、例え
ば、実開平４−２８５２４号公報には、平板状の瓦本体
の表面に浅い陥凹部を設け、該陥凹部に太陽電池を平板
状の瓦本体の表面より突出させて接着剤で固定し、且
つ、これらの太陽電池付屋根瓦を太陽電池のモジュール
全体を屋根表面より突出させて葺設されてなる太陽電池
付瓦が開示されている。

【０００３】しかし、実開平４−２８５２４号公報に開
示された太陽電池付瓦は、平板状の瓦本体の表面に、こ
れより突出して太陽電池が設けら、且つ、上記太陽電池
が突出したままで、葺設されているため、太陽電池の突
出部に塵埃が付着し易く、又、多数の太陽電池が瓦本体
の表面に突出して見えるので、住宅の屋根の意匠上、ど
うしても見栄えのしないものになってしまうという問題
点を有する。

【０００４】又、特開昭５７−６８４５４号公報には、
先端が両側から上方に切り取られた５角形の平板状の瓦
基板の下縁に沿って長方形の凹溝が設けられ、該凹溝に
太陽電池が詰設されている屋根瓦を軒先より棟部に向か
って千鳥に重ね合わせて葺設された太陽電池を備えた屋
根かわらが開示されている。

【０００５】しかし、特開昭５７−６８４５４号公報に
開示された太陽電池を備えた屋根かわらは、瓦基板の大
部分が重ね合わされる葺設方法が採られ、葺設工数の多
い屋根かわらであるという問題点を有する。

【０００６】更に、上記太陽電池付瓦は、いずれも太陽
電池を屋根瓦表面に接着剤を用いて接着するものである
が、太陽電池の使用目的からして太陽光線の直射を受
け、強烈な紫外線と蓄積される高温に暴露されるもので
あるので、設置される地域によっては屋根瓦本体と太陽
電池の線膨張係数の相違等も加わり接着剤層の剥離が起
きる等、耐久性に乏しいものである等の問題点を有する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑みなされたものであって、その目的とするところは、
太陽電池と屋根瓦の固定を、複雑な工程や厄介な屋根工
事を行うことなく、極めて簡単な作業によって、迅速且
つ堅固に、且つ、低コストで葺設することができる太陽
電池付屋根を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、屋根瓦基材の
表面に太陽電池が配設されてなる太陽電池付屋根瓦が軒
先より棟部に向かって、水上側の太陽電池付屋根瓦が水
下側の太陽電池付屋根瓦の上縁部及び側縁部の一部重な
り合う周縁部付近を屋根下地材に釘打ちして順次葺設さ
れてなる太陽電池付屋根にあって、基板と該基板の表面
から上方に先端が水上側にＬ字状に屈曲して形成された
挟持部とからなる固定金具の基板が、上記水下側の太陽
電池付屋根瓦の上縁部に固定され、表面に配設されてい
る太陽電池の上縁部を押圧し、上記Ｌ字状に屈曲した挟
持部が、水上側の太陽電池付屋根瓦の下縁部を挟み込ん
で、該太陽電池付屋根瓦の表面に配設されている太陽電
池の下縁部を押圧するようになされていることを特徴と
する太陽電池付屋根をその要旨とする。

【０００９】本発明で用いられる太陽電池は、特に限定
されるものではないが、例えば、シリコン系半導体、化
合物系半導体等の材料からなり、単結晶系や多結晶系の
結晶系半導体やアモルファス系半導体が挙げられる。こ
れらの太陽電池の内、特に、結晶系シリコン太陽電池
は、高い信頼性、エネルギー変換効率等によって、太陽
電池付屋根瓦の如く屋外用途において好適に用いられ
る。又、アモルファス系シリコン太陽電池は、現状では
上記結晶系シリコン太陽電池に比してエネルギー変換効
率が若干低いものの、低コスト薄膜系太陽電池として期
待されるものである。

【００１０】上記太陽電池は、結晶系半導体、化合物系
半導体やこれらの半導体とアモルファス系半導体の積層
構造のセルからなる多数の素子を１枚の基板に集積した
モジュールが用いられてもよいが、大面積の１枚のアモ
ルファス系シリコン太陽電池素子からなるモジュールが
用いられてもよい。

【００１１】又、これらの太陽電池は、その表面に、例
えば、普通又は強化ガラス、アクリル樹脂板の如き透明
性の高い表面保護材が積層されていてもよい。

【００１２】上記太陽電池をその表面に配設する屋根瓦
基材は、特に限定されるものではないが、例えば、セメ
ント等の無機材料、アルミニウムや鋼鉄等の金属材料、
ポリカーボネートや繊維強化プラスチック等の有機材料
もしくはこれらを複合した基材からなるものが挙げられ
る。

【００１３】上記太陽電池は、屋根瓦基材の表面に配設
されてなるものであるが、これらの太陽電池の配設手段
は特に限定されるものではなく、例えば、図１、図２及
び図４に示される如く、屋根瓦の表面に上記太陽電池モ
ジュールが嵌め込まれる浅い凹窪部が設けられており、
太陽電池モジュールが該凹窪部内に嵌め込まれ、屋根瓦
の表面と太陽電池モジュールの表面が面一になるように
配設される等が考えられる。

【００１４】上記の如く表面に太陽電池が配設されてな
る太陽電池付屋根瓦は、軒先より棟部に向かって、水上
側の太陽電池付屋根瓦が水下側の太陽電池付屋根瓦の上
縁部及び側縁部の一部重なり合う周縁部付近において野
地板等の屋根下地材に釘打ちされて順次葺設されるもの
であるが、上記太陽電池の固定には、基板と該基板の表
面から先端が水上側上方にＬ字状に屈曲して形成される
挟持部からなる固定金具が用いられる。尚、太陽電池付
屋根瓦の釘打ちのため、屋根瓦基材の周縁部付近には釘
打ち台座及び貫通孔からなる釘孔が設けられている。上
記釘孔は、屋根瓦の幅にもよるが、例えば、屋根瓦の幅
方向に５０〜３００ｍｍ間隔で複数個が設けられてお
り、該釘孔に釘打ちして、釘頭と野地板等の屋根下地材
の間に上記太陽電池付屋根瓦は強固に固定される。

【００１５】又、太陽電池付屋根瓦の屋根勾配に平行な
左右の雨仕舞は、屋根瓦基材の表面に太陽電池モジュー
ルを配設するのに支障のない構造であれば特に限定され
るものではないが、例えば、図１及び図６に示される如
く、屋根瓦基材１１の図面右端の周縁部が、同左端の周
縁部の厚さ分だけ下方に位置するように屈曲されて受け
部１１ｅを形成しており、該受け部１１ｅに屋根瓦基材
１１の図面左端の周縁部が重なって被蓋部１１ｆを形成
して、上記屋根瓦基材１１表面と太陽電池モジュール１
２が面一に屋根勾配に平行な左右に連結されている。

【００１６】上記受け部１１ｅには、必要に応じて屋根
勾配に平行な左右の位置をよりしっかりと固定するた
め、釘打ち台座１１ｈ及び貫通孔からなる釘孔１１ｊが
設けられ、屋根下地材に釘打ちして固定されてもよい。

【００１７】上記固定金具は、基板の表面から上方に先
端が水上側にＬ字状に予め屈曲して挟持部を形成してな
るものないしは屋根工事施工時に先端が水上側にＬ字状
に屈曲し得る基板の表面から上方に垂直に延伸した起立
部からなるものであれば特にサイズや細部の構造を限定
するものではないが、例えば、図３に示す如く、四角形
の金属板状体に１辺に平行する２本の切込みを入れ、中
央の切込みの入った部分を上方に起立させ、起立部を除
く部分を基板とし固定用の釘孔を複数個穿設したもの、
図７に示す如く、長方形の基板の表面に、該基板と同幅
の板状体をこれと垂直に溶接もしくは接着によって起立
させ、基板に固定用の釘孔を穿設したもの、図８に示す
如く、図３の変形で、基板が変形ハート形、起立部の先
端に広幅の押圧部を形成しれなるもの、図９に示す如
く、図３の変形で、図３の固定具を横に複数個を連結し
た如きもの、図１０〜１２に示す如く、基板と起立部を
別々に準備し、各々を重ねて屋根工事施工時にて屋根瓦
基材に釘打ちした時、上記固定具の機能が付与されるも
の等が挙げられる。

【００１８】上記固定金具を太陽電池付屋根瓦の水上側
周縁に取り付ける手段は、特に限定されるものではない
が、例えば、図３及び図７〜図１２に示す如く、上記固
定金具の基板にビス孔を設け、適宜長さのビスを打ち付
けて固定することもできるが、上記固定金具の基板が太
陽電池表面を押圧する部分以外に接着剤を塗布して水上
側周縁に接着固定することもできる。又、上記固定金具
を太陽電池付屋根瓦に固定すると同時に、該太陽電池付
屋根瓦を貫通して屋根下地材に打ち付けて固定されても
よい。

【００１９】上記ビスは、特に限定されるものではな
く、上記屋根瓦基材の種類や固定箇所の数等によって適
宜選択使用されるが、固定強度をより強化するために、
例えば、使用されるビスにアンカー等を打ち込んで補強
されてもよい。又、上記ビスの長さは、太陽電池付屋根
瓦に固定するだけであれば、太陽電池付屋根瓦の屋根瓦
基材の厚さ以下であることが好ましいが、上記ビスの先
端が該屋根瓦基材の裏側に貫通するおそれのある場合に
は、例えば、該屋根瓦基材の表面に相当する厚さの固定
座を設けるかもしくは上記ビス孔上に相当する厚さのワ
ッシャーを介在させる等の手段を講ずることによって裏
側に貫通することを回避することができる。又、ビス孔
からの雨水の侵入を防止するため、例えば、上記固定金
具の基板の裏面に防水パッキンを介在させたり、上記ビ
スの頭に防水キャップを被防する等の手段を用いること
ができる。

【００２０】本発明の太陽電池付屋根は、叙上のよう
に、固定金具の基板を屋根瓦基材にビス止め等の極めて
簡単な作業によって取り付けることによって、屋根瓦基
材の表面に配設された太陽電池の水上側の周縁部が強固
に固定されるものであり、一方、上記太陽電池の水下側
の周縁部は、一段水下側に葺設された太陽電池付屋根瓦
に同様に固定された固定金具の挟持部もしくは葺設時に
水上側に折り曲げるだけで形成される挟持部によって確
実に固定できるものであるので、葺設された屋根に吹き
付ける風圧によって、該太陽電池が浮き上がったり、脱
離したりするおそれがなく、屋根工事施工が極めて容易
となり、従って、屋根工事費を安価なものとし得るもの
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明するが、本発明は、これらの実施例に限定される
ものではない。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の太陽電池付
屋根に用いられている太陽電池付屋根瓦の一例を示す斜
視図であり、図２は、図１に示された太陽電池付屋根瓦
の部材とその構成を垂直方向に分解して平行移動した説
明図である。図３は、図１の太陽電池付屋根に用いられ
ている固定金具を取り出して示す斜視図である。

【００２３】又、図４は、図１に示された太陽電池付屋
根瓦を屋根下地材上に葺設した状態を、屋根棟部から軒
先に向けて切断した断面で示す説明図、図５は、図４と
同一において切断した断面で示す他の実施例の説明図、
図５は、葺設された太陽電池付屋根を示す一部切欠斜視
図である。

【００２４】図１〜図６において、１は、太陽電池付屋
根瓦であり、セメントからなる屋根瓦基材１１と該屋根
瓦基材１１の表面に穿設された浅い凹窪部１１ａ内に嵌
め込まれ、屋根瓦の表面と面一になるように配設された
太陽電池１２とからなる。屋根瓦基材１１の水上側周縁
付近には、釘打ち孔台座１１ｂ及び貫通孔からなる釘孔
１１ｃが穿設されている。又、太陽電池１２は、アモル
ファスシリコンからなる４００ｍｍ×３００ｍｍサイズ
の太陽電池素子の表面に厚さ３ｍｍの強化ガラス板から
なる表面保護材が被着されているものが用いられた。

【００２５】図１及び図２に示された太陽電池付屋根瓦
１の葺設工事は、通常の屋根工事と同様、軒先より棟部
に向かって葺設されるが、図４に示される如く、釘３に
よって太陽電池付屋根瓦１が屋根下地材４に打ち付けら
れ、順次水上側に葺設されている。上記太陽電池付屋根
瓦１の流れ勾配と直交する方向には、太陽電池付屋根瓦
１の水上側周縁部に設けられている釘打ち台座１１ｂ及
び貫通孔からなる釘孔１１ｃにおいて釘打ちされ、これ
と平行な方向は、図１右辺の周縁部に設けられている釘
打ち台座１１ｄ及び貫通孔からなる釘孔１１ｅにおいて
釘打ちされ、屋根下地材４に固定される。

【００２６】太陽電池付屋根瓦１の屋根勾配に平行な左
右の雨仕舞は、屋根瓦基材１１の表面に太陽電池１２を
配設するのに支障のない構造であれば特に限定されるも
のではないが、例えば、図１に示される如く、屋根瓦基
材１１の図面右端の周縁部が、同左端の周縁部の厚さ分
だけ下方に位置するように屈曲されて受け部１１ｆを形
成しており、該受け部１１ｆに屋根瓦基材１１の図面左
端の周縁部が重なって被蓋部１１ｇを形成して、上記屋
根瓦基材１１表面と太陽電池１２が屋根勾配に平行に左
右に連結されている。

【００２７】尚、上記受け部１１ｆには、雨水誘導溝１
１ｈが水上側から２本彫設され、中央部付近で１本に合
流されて、順次水下側の太陽電池付屋根瓦１へとその表
面を流下するようになされている。

【００２８】屋根瓦基材の表面に配設された太陽電池
は、その水上側周縁部が、図３に示す如く、２個の固定
金具２の基板２１の水下側周縁部２１ａによって押圧さ
れ、その位置に固定され、他端の水下側周縁部は、図４
に示されるように一段水下側に葺設された太陽電池付屋
根瓦１に同様に固定された固定金具２の基材２１の表面
から上方に垂直に延伸した起立部２２ａを葺設時に水上
側に上記水上側に葺設された太陽電池付屋根瓦１の表面
に沿って水上側に折り曲げて形成した挟持部２２によっ
て挟持し、確実に固定されている。図６に一部太陽電池
付屋根瓦１の構成部材を分解して垂直方向に平行移動し
て示すように、上記の如く順次太陽電池付屋根瓦１を葺
設して屋根工事を完了した。

【００２９】（実施例２）図５に示す如く、実施例１の
固定金具２の基板２１に替えて、水上側への長さを長く
した基板２１を有する固定金具２を用い、該固定金具２
の屋根瓦基材１１への固定と、該屋根瓦基材１１の水上
側周縁部における太陽電池付屋根瓦１の屋根下地材４へ
の固定を、１本の釘３によって釘打ちして行ったこと以
外、実施例１と同様にして、順次太陽電池付屋根瓦１を
葺設して屋根工事を完了した。

【００３０】（実施例３〜９）固定金具２の基板２１に
替えて、図７〜図１２に示す固定金具２を用いたこと以
外、実施例１と同様にして、順次太陽電池付屋根瓦１を
葺設して屋根工事を完了した。

【００３１】

【発明の効果】本発明の太陽電池付屋根は、叙上の如く
構成されているので、屋根瓦基材への太陽電池の取付け
に複雑な工程や厄介な屋根工事を行うことなく、屋根瓦
基材への数個の固定金具の取り付けと、必要に応じて屋
根工事施工時、起立部２２ａを水上側に折り曲げるだけ
の極めて簡単な作業によって、迅速且つ堅固に、低コス
トで、太陽電池付屋根瓦を葺設することができる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池付屋根に用いられている太陽
電池付屋根瓦の一例を示す斜視図である。

【図２】図１の太陽電池付屋根瓦の部材を分解して示す
説明図である。

【図３】図１の太陽電池付屋根の葺設に用いられる固定
金具を取り出して示す斜視図である。

【図４】図１に示された太陽電池付屋根瓦を屋根下地材
上に葺設した状態を、流れ勾配方向に切断した断面で示
す説明図である。

【図５】本発明の太陽電池付屋根の他の例について屋根
下地材上に葺設した状態を、図４と同様な位置で示す説
明図である。

【図６】本発明の太陽電池付屋根を、屋根下地材上に葺
設した状態を示す斜視図である。

【図７】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる固
定金具の他の例を示す斜視図である。

【図８】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる固
定金具の他の例を示す斜視図である。

【図９】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる固
定金具の他の例を示す斜視図である。

【図１０】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる
固定金具の他の例を示す斜視図である。

【図１１】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる
固定金具の他の例を示す斜視図である。

【図１２】本発明の太陽電池付屋根の葺設に用いられる
固定金具の他の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：太陽電池付屋根瓦 １１：屋根瓦基材 １１ａ：凹窪部 １１ｂ、ｄ：台座 １１ｃ、ｅ：釘孔 １１ｆ：受け部 １１ｇ：被蓋部 １１ｈ：雨水誘導溝 １２：太陽電池 １２ａ：コード ２：固定金具 ２１：基板 ２１ａ：水下側周縁部 ２１ｂ：ビス孔 ２１ｃ：ビス ２２：挟持部 ２２ａ：起立部 ３：釘 ４：屋根下地材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根瓦基材の表面に太陽電池が配設され
   てなる太陽電池付屋根瓦が軒先より棟部に向かって、水
   上側の太陽電池付屋根瓦が水下側の太陽電池付屋根瓦の
   上縁部及び側縁部の一部重なり合う周縁部付近を屋根下
   地材に釘打ちして順次葺設されてなる太陽電池付屋根に
   あって、 基板と該基板の表面から上方に先端が水上側にＬ字状に
   屈曲して形成された挟持部とからなる固定金具の基板
   が、上記水下側の太陽電池付屋根瓦の上縁部に固定さ
   れ、表面に配設されている太陽電池の上縁部を押圧し、
   上記Ｌ字状に屈曲した挟持部が、水上側の太陽電池付屋
   根瓦の下縁部を挟み込んで、該太陽電池付屋根瓦の表面
   に配設されている太陽電池の下縁部を押圧するようにな
   されていることを特徴とする太陽電池付屋根。