JPH10317618A

JPH10317618A - 太陽電池モジュール設置屋根

Info

Publication number: JPH10317618A
Application number: JP9131126A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nakamura; 孝之中村; Mitsuo Fujiie; 充朗藤家
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】瓦と太陽電池モジュールとの間に一体感を持
たせて、外観を良好にした太陽電池モジュール配置屋根
を提供する。【解決手段】瓦(11)を設置する一般屋根部(12)と、太陽
電池モジュール(13)を設置するモジュール設置部(14)と
を、切妻屋根(２)の桁行方向に沿ってけらばからけらば
まで配する。これらに瓦(11)及び太陽電池モジュール(1
3)を設置すると、両者は桁行方向に沿ってけらばからけ
らばまで並列して敷き詰められた状態となる。発電容量
を変える場合には、太陽電池モジュール(13)の屋根傾斜
方向に対しての配列数を変える。

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
ルを設置した住宅等の建築物の屋根構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池モジュールを住宅の屋根に設置
する場合、従来においては、例えば図１３に示すよう
に、適当な発電容量を得ることができるだけの多数の太
陽電池モジュール(１)を、屋根(２)の中央付近に集中す
るように桁行方向及び屋根傾斜方向に並列して設置する
のが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
設置では、太陽電池モジュール(１)が屋根(２)の中央で
目立ってしまって、瓦等の屋根葺き材(３)との間に一体
感がなく、外観が見苦しくなるといった不具合があっ
た。また、発電容量が異なる場合には、太陽電池モジュ
ールの配置個数が変わることになるが、従来において
は、太陽電池モジュールが桁行方向及び屋根傾斜方向に
増減しており、太陽電池モジュール全体の配置形状が発
電容量に応じて変わっていた。

【０００４】本発明は、上記に鑑み、瓦等の屋根葺き材
と太陽電池モジュールとの間に一体感を持たせて、しか
も発電容量が異なる場合にでも太陽電池モジュールの配
置形状をあまり変えないようにして、外観を良好にした
太陽電池モジュール設置屋根の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、太陽電池モジュールを設置するモジュール設
置部を、屋根の桁行方向に沿ってけらばからけらばまで
配し、屋根の傾斜方向に対しての太陽電池モジュールの
配列数を変えることで発電容量を可変するようにしたも
のである。これにより、モジュール設置部に太陽電池モ
ジュールを設置したときには、発電容量に係わらず太陽
電池モジュールが桁行方向に沿ってけらばからけらばま
で敷き詰められた状態となり、瓦等の屋根葺き材との間
に一体感を持たせることができるとともに、太陽電池モ
ジュールの配置を統一することができる。

【０００６】また、モジュール設置部に設置した各太陽
電池モジュールの表面と各屋根葺き材の表面とが、ほぼ
同一平面上に位置するようにすれば、更に一体感を持た
せることができる。

【０００７】さらに、太陽電池モジュールをモジュール
設置部に設置した際に生じる隙間部分に、ダミーモジュ
ールを設置すると、屋根の大きさ等に関係なくモジュー
ル設置部の全体にわたってモジュールをきっちりと敷き
詰めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る太陽電池
モジュール設置屋根を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の太陽電池モジュール設置屋
根の概略斜視図、図２は同じくその屋根傾斜方向の側面
図、図３は太陽電池モジュールを設置したモジュール設
置部の破断斜視図、図４は同じくその一部破断平面図、
図５は太陽電池モジュールの配置パターンを示す図、図
６はダミーモジュールを使用したときの一部破断平面
図、図７は架台への太陽電池モジュールの取り付け構造
を示す縦断面図、図８は同じくその要部拡大図、図９は
同じくその分解斜視図、図１０は軒先部分の屋根傾斜方
向の縦断面図、図１１はけらば部分の桁行方向の縦断面
図、図１２は瓦と太陽電池モジュールとの境界部分の屋
根傾斜方向の縦断面図である。

【０００９】本実施形態の太陽電池モジュール設置屋根
は、図１,２に示すように、切妻屋根(10)の棟側を瓦(1
1)が設置される瓦葺き一般屋根部(12)とし、軒先側を太
陽電池モジュール(13)が設置されるモジュール設置部(1
4)としたもので、これら一般屋根部(12)及びモジュール
設置部(14)は、互いに屋根(10)の桁行方向に沿ってけら
ばからけらばまで配されている。

【００１０】図２において、(15)は、トラス(16)上に桁
行方向に差し渡された複数の母屋であり、この母屋(15)
上に野地板(17)が設置されており、さらに野地板(17)の
上面にはアスファルトルーフィング(18)が貼られてい
る。このような屋根下地のやや棟側寄りに広小舞(19)が
桁行方向に取り付けられており、この広小舞(19)を境に
して一般屋根部(12)とモジュール設置部(14)とに分けら
れている。

【００１１】一般屋根部(12)においては、アスファルト
ルーフィング(18)上に瓦(11)が順次敷設されており、軒
先側の瓦(11)が広小舞(19)上に載っている。なお、一般
的な瓦(11)に代えてスレート瓦を用いることもある。

【００１２】また、モジュール設置部(14)においては、
図３,４に示すように、アスファルトルーフィング(18)
上に、アルミニウム製のリップ溝形鋼からなる架台(20)
が屋根傾斜方向に沿って互いに平行に多数本固定されて
おり、さらに金属板製屋根葺き材である防水鋼板(21)が
敷設されて瓦棒屋根が構成されている。そして、図４に
示すように、架台(20)間に跨って桁行方向に８枚、屋根
傾斜方向に３列の合計２４枚の太陽電池モジュール(13)
が取り付けられており、３ｋｗの発電容量を得ている。
太陽電池モジュール(13)の配置は、これに限定されるも
のではなく、例えば図５(ａ)に示すように、桁行方向に
６枚、屋根傾斜方向に４列の合計２４枚として３ｋｗの
発電容量を得るようにしてもよい。また、住宅に備えら
れた電気設備により、これに必要な発電容量が異なる
が、屋根の傾斜方向に対しての太陽電池モジュール(13)
の配列数を変えるようにして発電容量を可変することで
対応している。例えば、図５(ｂ)に示すように、桁行方
向に８枚、屋根傾斜方向に３列の状態から屋根傾斜方向
に１列増やすことで、屋根傾斜方向に４列の合計３２枚
として発電容量を４ｋｗにしたり、図５(ｃ)に示すよう
に、さらに１列増やすことで、屋根傾斜方向に５列の合
計４０枚として発電容量を５ｋｗにしている。これによ
り、発電容量が異なる場合でも、太陽電池モジュール(1
3)は桁行方向に沿ってけらばからけらばまで配され、そ
の全体の配置面積は増減するものの、全体の配置形状は
どれも方形状となり、発電容量にかかわらず太陽電池モ
ジュール(13)の配置を統一することができる。

【００１３】また、太陽電池モジュール(13)をモジュー
ル設置部(14)に設置した際に、屋根(10)の大きさの違い
により、モジュール設置部(14)に隙間部分すなわち太陽
電池モジュール(13)が設置されていない余剰部分が生じ
ることがあるが、このような場合には、図６に示すよう
に、その余剰部分にダミーモジュール(Ｄ)を配置して外
観を整えるようにしている。

【００１４】ここで、太陽電池モジュール(13)の取付構
造を図３,７,８,９に基づいて説明する。なお、ダミー
モジュール(Ｄ)も太陽電池モジュール(13)と同様に取り
付けられるので、太陽電池モジュール(13)の取付構造
は、そのままダミーモジュール(Ｄ)の取り付けに適用で
きるものである。

【００１５】まず架台(20)は、その底部に取付片(23)が
桁行方向に突出して形成され、この取付片(23)のビス孔
に上方から挿入したビス(24)を、野地板(17)及び母屋(1
5)にねじ込むことにより固定されている。

【００１６】防水鋼板(21)は、軒先に取り付ける軒先
用、架台(20)間に取り付ける架台間用、配線引き込み用
のパイプ付きの配線引き込み用、広小舞(19)付近に取り
付ける上部用、けらばに取り付けるけらば用等、配置場
所によって異なる各種タイプを備え、これらの桁行方向
に沿って適宜折曲形成された折返し部分(Ｒ)同士を係合
させたり、互いの端部を重ね合わせることによって、こ
れら防水鋼板(21)が架台(20)を囲むように野地板(17)の
全面にわたって敷き詰められて屋根葺き材を構成してい
る。

【００１７】架台間用の防水鋼板(21)の架台(20)と平行
な端部には、上述したビス(24)の頭を覆うように傾斜し
て立ち上げられた傾斜片(25)と、該傾斜片(25)の先端か
ら架台(20)の側面に沿って垂直に延出された垂直片(26)
とが一体的に形成されている。そして、一対の逆Ｌ字形
の架台カバー(28)が、架台(20)のリップ(27)及び防水鋼
板(21)の垂直片(26)を覆うように被せられて、これらが
水平方向にねじ込んだパッキン付きビス(29)により架台
(20)の側面に共締めされている。これにより、取付片(2
3)のビス孔への上方からの雨水の浸入を防止し、雨仕舞
いに優れた防水性能の高い防水構造となっている。

【００１８】一方、太陽電池モジュール(13)は、セル
（太陽電池の基本単位）を必要枚配列し、屋外で利用で
きるよう強化ガラス(33)で覆って方形状にパッケージ化
したものである。なお、ダミーモジュール(Ｄ)として
は、例えばアルミニウム板の表面にセルパターンを印刷
したフィルムを貼り付けたもの等が使用される。そし
て、太陽電池モジュール(13)の周囲には、金属製のモジ
ュールフレーム(34)が方形枠状に嵌め込まれている。こ
のモジュールフレーム(34)は、太陽電池モジュール(13)
の端部にクッション材(35)を介して外嵌されるコ字形嵌
合溝片(36)と、該嵌合溝片(36)の下面から間隔をあけて
垂下された内外一対の垂直片(37)(38)と、これら垂直片
(37)(38)の下端に跨って水平に張り出した取付脚片(40)
とが一体的に形成されてなる。また、屋根傾斜方向に沿
って配されたモジュールフレーム(34)には、外側の垂直
片(37)に係合片(41)が一体的に形成されている。

【００１９】このモジュールフレーム(34)の取付脚片(4
0)が、架台(20)の架台カバー(28)上面にクッション材(4
2)を介して載置されている。そして、モジュールフレー
ム(34)の係止片(41)及び外側の垂直片(37)によって形成
される一対の係合溝(43)に、太陽電池モジュール(13)の
屋根傾斜方向の長さとほぼ同じ長さを有する門形の連結
金具(50)の一対の垂直片(51)が上方から挿入され、桁行
方向に隣接するモジュールフレーム(34)同士が連結され
ている。また、連結金具(50)の水平片(52)には、屋根傾
斜方向に所定の間隔をあけてボルト挿入孔(53)が形成さ
れている。

【００２０】一方、架台(20)内には、所定の間隔をあけ
て複数の止め金具(54)が連結金具(50)に対向して配され
ている。この止め金具(54)は、逆Ｕ字形の中央突出片(5
5)と、該中央突出片(55)の下端から桁行方向に突出した
一対のＬ字形の当接片(58)とが一体的に形成されてな
り、中央突出片(55)には連結金具(50)のボルト挿入孔(5
3)に対応してナット孔(56)が形成されている。そして、
連結金具(50)のボルト挿入孔(53)に上方から挿入した連
結ボルト(57)の下端を止め金具(54)のナット孔(56)に螺
合して、予め連結金具(50)と止め金具(54)とを仮止めし
た状態で、止め金具(54)を架台(20)内に挿入するととも
に、連結金具(50)の垂直片(51)を係合溝(43)に上方から
挿入し、この状態で連結ボルト(57)を締め付けることに
より、止め金具(54)の一対の当接片(58)の端部がリップ
(27)の下面に夫々当接し、太陽電池モジュール(13)が架
台(20)に固定される。

【００２１】この太陽電池モジュール(13)の取り付け
は、まず軒先側の１列目のけらばからけらばまで行い、
１列目が完了した時点でこれら太陽電池モジュール(13)
に電気配線を施し、引き続き２列目、３列目の取り付け
及び電気配線を行う。電気配線は、各太陽電池モジュー
ル(13)を直列接続するものであり、その端部は配線引き
込み用の防水鋼板(21)のパイプから野地板(17)及び母屋
(15)に形成された配管口(59)を介して建物内に導かれ
（図３参照）、最終的にインバーターに接続されてい
る。このように取り付けられた太陽電池モジュール(13)
は、その表面が一般屋根部(12)に設置した各瓦(11)の表
面と、ほぼ同一平面上に位置している。すなわち、屋根
(10)の表面が瓦(11)及び太陽電池モジュール(13)を含め
て全体的にフラットな外観となっている。

【００２２】次に、敷設された太陽電池モジュール(13)
周りの構造について説明する。この周辺部には、各種化
粧カバーが取り付けられて、架台(20)の端部を覆った
り、モジュール設置部(14)との間に生じる微細な隙間を
塞ぐといった対策が施されている。また、周辺部には、
防水鋼板(21)による防水対策が施されている。

【００２３】図１０は軒先部分の構造を示しており、(6
0)は桁行方向に沿って配された軒先側化粧カバーであっ
て、倒Ｚ字形のカバー取付金具(61)を介して各架台(20)
の軒先側の先端に跨って固定されている。この軒先側化
粧カバー(60)は、略倒Ｌ字形で、太陽電池モジュール(1
3)の桁行方向の長さとほぼ同じ長さを有し、その下端が
カバー取付金具(61)のカバー取付(62)にボルト(63)を介
して固定されており、そこから野地板(17)に対して垂直
に立ち上がって軒先と反対方向に湾曲し、その端部が軒
先に面するモジュールフレーム(34)の上端に近接して配
され、軒先側に露出する架台(20)の端部及びモジュール
フレーム(34)を隠して軒先側端部の外観を良好にしてい
る。なお、カバー取付金具(61)は、その水平片(64)が架
台(20)の軒先側端部にボルト(65)により固定されてお
り、水平片(64)の一方の端部を下方に垂直に折曲して前
記のカバー取付片(62)とし、他方を上方に垂直に折曲し
て軒先に面するモジュールフレーム(34)が当接して位置
決めがなされる位置決め片(66)としている。

【００２４】また、軒先用の防水鋼板(21)の棟側の端部
が野地板(17)にビス止めされており、この端部にアスフ
ァルトルーフィング(18)が被せられて、さらにその上に
架台用の防水鋼板(21)の軒先側の端部が重ね合わされ
て、ビス孔への雨水の浸入を防止している。なお、図１
０中、(67)は軒樋、(68)は軒先母屋、(69)は腕木であ
る。

【００２５】図１１はけらば部分の構造を示しており、
(70)はけらば水切(71)とこれに対向するモジュールフレ
ーム(34)との間に差し渡されて屋根傾斜方向に沿って連
続的に配されたけらば側化粧カバーである。

【００２６】ここで、けらば水切(71)についてまず説明
すると、けらば水切(71)は、野地板(17)に固定される取
付片(72)と、該取付片(72)の端部より垂直に立ち上がっ
た垂直片(73)と、該垂直片(73)の上端から破風下地板(7
4)の上部を覆って破風鉄板(75)に係合した略逆Ｌ字形の
外縁片(76)と、垂直片(73)の上端からモジュールフレー
ム(34)方向に突出した水平片(77)とが一体的に形成され
てなる。

【００２７】このけらば水切(71)の取付片(72)は、架台
(20)の一方の取付片(78)が載置された状態で、これらに
形成されたビス孔に上方から挿入されたビス(79)を野地
板(17)及び母屋(15)にねじ込むことにより共締めされて
いる。また、垂直片(73)には、けらば用の防水鋼板(21)
の一端が水平方向からのビス(80)により固定されてお
り、この防水鋼板(21)は、垂直片(73)に沿ってその下端
まで延出された後に上述した架台(20)のビス(79)の頭を
覆うように傾斜して立ち上げられ、他端が架台(20)の一
方のリップ(27)に被せられて、リップ(27)間の開口から
架台(20)の内部に挿入されている。そして、防水鋼板(2
1)の一端とけらば水切(71)の垂直片(73)との間に生じる
隙間が、けらば水切(71)の水平片(77)で上方から覆われ
ている。

【００２８】これにより、架台(20)及びけらば水切(71)
の両取付片(72)(78)のビス孔からの雨水の浸入を防止
し、雨仕舞い優れた防水性能の高い防水構造となってい
る。

【００２９】そして、けらば側化粧カバー(70)は、２つ
の上下水平片(85)(86)とこれらを連結する垂直片(87)と
が一体的に形成されてなるもので、太陽電池モジュール
(13)の屋根傾斜方向の長さとほぼ同じ長さを有し、モジ
ュール取付金具(88)を介して架台(20)に固定されてい
る。モジュール取付金具(88)は、倒Ｌ字形のボルト挿入
孔付きの係止片(90)及び平板状のカバー取付片(91)とこ
れらを連結するＵ字形連結片(92)とが一体的に形成され
てなるものであり、係止片(90)のボルト挿入孔に上方か
ら挿入した連結ボルト(57)の下端を止め金具(54)に螺合
して、モジュール取付金具(88)と止め金具(54)とを仮止
めした状態で、止め金具(54)を架台(20)内に挿入すると
ともに、係止片(90)をモジュールフレーム(34)の係合溝
(43)に上方から挿入し、この状態で連結ボルト(57)を締
め付けることにより、連結片(92)がリップ(27)上の防水
鋼板(21)に押し付けられて、モジュールフレーム(34)が
架台(20)上に固定される。そして、このモジュール取付
金具(88)のカバー取付片(91)上にけらば側化粧カバー(7
0)の下水平片(86)がボルト(93)により固定されている。

【００３０】図１２は太陽電池モジュール(13)と瓦(11)
との境界部分の構造を示しており、(100)は軒先に近い
列の瓦(11)とこれに対向するモジュールフレーム(34)と
の間に差し渡されて桁行方向に沿って連続的に配された
境界側化粧カバーである。この境界側化粧カバー(100)
は、倒略Ｌ字形の脚片(101)と、該脚片(101)の端部から
傾斜して立ち上げられた略平板状の傾斜片(102)とが一
体的に形成されてなるもので、太陽電池モジュール(13)
の桁行方向の長さとほぼ同じ長さを有し、カバー取付金
具(103)を介して架台(20)に固定されている。カバー取
付金具(103)は、Ｕ字形取付片(104)及び境界側化粧カバ
ー(100)の傾斜片(102)に対応して傾斜したカバー取付片
(105)とこれらを連結する水平片(106)とが一体的に形成
されてなるもので、そのＵ字形取付片(104)の底部が架
台(20)の棟側端部にボルト(107)により固定されてい
る。

【００３１】そして、境界側化粧カバー(100)の傾斜片
(102)がカバー取付金具(103)のカバー取付片(105)上に
ボルト(108)により固定されることにより、傾斜片(102)
の端部がモジュールフレーム(34)の上端に近接し、脚片
(101)が前記の瓦(11)の下方で防水鋼板(21)上に載置さ
れた状態となっている。これにより、軒先に近い瓦(11)
とモジュールフレーム(34)との隙間が境界側化粧カバー
(100)によって塞がれ、しかもこれは瓦(11)の表面と同
方向に傾斜して瓦(11)と連続性を持っており、境界部分
の外観を良好にしている。

【００３２】また、架台間用の防水鋼板(21)の棟側の端
部に上部用の防水鋼板(21)の軒先側の端部が重ね合わさ
れて、両者が折返し部分(Ｒ)を介して係合されている。
さらに、上部用の防水鋼板(21)の棟側の端部が広小舞(1
9)に被せられてビス(109)により固定され、この部分に
アスファルトルーフィング(18)が被せられている。これ
により、各ビス孔からの雨水の浸入を防止している。

【００３３】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及
び変更を加え得ることは勿論である。例えば、本実施形
態では、モジュール設置部を屋根の軒先側に設けたが、
桁行方向に沿ってけらばからけらばまで配するようにす
れば、屋根の軒側や中央に設けても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、モジュール設置部に太陽電池モジュールを設
置したときには、太陽電池モジュールが桁行方向に沿っ
てけらばからけらばまで敷き詰められた状態となり、こ
れによって太陽電池モジュールが屋根葺き材であるかの
ように見えるため、従来のように太陽電池モジュールを
屋根の中央に集中させて配置するときと比べて、太陽電
池モジュールと屋根葺き材との間に一体感を持たせるこ
とができ、外観を良好にすることができる。

【００３５】また、屋根の傾斜方向に対しての太陽電池
モジュールの配列数を変えることで、発電容量を可変し
ているので、発電容量に係わらず太陽電池モジュールが
桁行方向に沿ってけらばからけらばまで敷き詰められ
て、太陽電池モジュールの配置形状が統一され、従来の
ように発電容量に応じて外観が変わってしまうことがな
い。

【００３６】さらに、モジュール設置部に設置した各太
陽電池モジュールの表面と各屋根葺き材の表面が、ほぼ
同一平面上に位置するようにすれば、両者の間により一
層の一体感を持たせることができ、外観が良好となる。

【００３７】さらにまた、ダミーモジュールを使用する
と、屋根の大きさや形状等に関係なくモジュール設置部
の全体にわたってダミーを含めたモジュールを隙間なく
きっちりと敷き詰めることができ、あらゆる大きさや形
状の屋根に対してその外観を損なうことのないモジュー
ルの設置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュール設置
屋根の概略斜視図である。

【図２】同じくその屋根傾斜方向の側面図である。

【図３】太陽電池モジュールを設置したモジュール設置
部の破断斜視図である。

【図４】同じくその一部破断平面図である。

【図５】太陽電池モジュールの配置パターンを示す図で
ある。

【図６】ダミーモジュールを使用したときの一部破断平
面図である。

【図７】架台への太陽電池モジュールの取り付け構造を
示す縦断面図である。

【図８】同じくその要部拡大断面図である。

【図９】同じくその分解斜視図である。

【図１０】軒先部分の屋根傾斜方向の縦断面図である。

【図１１】けらば部分の桁行方向の縦断面図である。

【図１２】瓦と太陽電池モジュールとの境界部分の屋根
傾斜方向の縦断面図である。

【図１３】従来の太陽電池モジュール設置屋根の概略斜
視図である。

【符号の説明】

(10) 屋根 (11) 瓦 (13) 太陽電池モジュール (14) モジュール設置部 (Ｄ) ダミーモジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池モジュールを設置するモジュー
ル設置部を、屋根の桁行方向に沿ってけらばからけらば
まで配し、屋根の傾斜方向に対しての太陽電池モジュー
ルの配列数を変えることで発電容量を可変するようにし
たことを特徴とする太陽電池モジュール設置屋根。
【請求項２】前記モジュール設置部に設置した各太陽
電池モジュールの表面と瓦等の各屋根葺き材の表面と
が、ほぼ同一平面上に位置する請求項１記載の太陽電池
モジュール設置屋根。
【請求項３】前記太陽電池モジュールをモジュール設
置部に設置した際に生じる隙間部分に、ダミーモジュー
ルを設置した請求項１又は２記載の太陽電池モジュール
設置屋根。