JPH11350684A

JPH11350684A - 太陽電池付屋根

Info

Publication number: JPH11350684A
Application number: JP10160677A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Tokunari; 廣久徳成
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】屋根面の清掃が安全かつ容易に行えるようにな
る太陽電池付屋根の提供。【解決手段】所定の寸法に形成された複数枚の太陽電池
パネル１０が屋根面に縦横に配列された太陽電池付屋根
４に太陽電池パネル１０の表面を清掃する清掃部材４３
を移動可能に設け、この清掃部材４３を屋内側から手動
または自動により駆動する。これにより、屋根に登って
清掃を行う必要がなくなり、屋根面の清掃が安全かつ容
易に行え、太陽電池パネル１０の表面の汚が速やかに除
去されるようになり、出力される電力が充分確保される
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光で発電を行
う太陽電池パネルが設けられた太陽電池付屋根に関す
る。

【０００２】

【背景技術】従来より、環境や生態系に悪影響を与えな
いエネルギーとして太陽エネルギーが知られており、こ
の太陽エネルギーを変換して電気や温水として利用でき
るようにする太陽電池等の太陽エネルギー変換装置があ
る。このような装置は、建物の屋根に設置するのが一般
的である。ここで、太陽電池を屋根に設置するにあた
り、水による漏電や短絡等の事故を未然に防止する必要
がある。このため、特開平１０−１２９１１号公報等に
示されるように、ガラス等の透光面材で表面が覆われた
平板状の完全防水ケースの内部に太陽電池であるソーラ
セルを収めた太陽電池パネルが利用されている。この太
陽電池パネルは、一枚で所定の電圧および電力が得られ
るように、所定枚数のソーラセルが内蔵されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような太陽電池付
屋根では、太陽電池パネルの表面に枯れ葉やほこり等の
汚れが付着すると、太陽電池パネルが発電する電力量が
低下する。このため、充分な電力量を確保するには、太
陽電池パネル表面の汚れがひどくなる前に、屋根に登っ
て屋根面を清掃する必要がある。しかしながら、屋根面
の清掃作業は、高所であるので、危険かつ煩雑であると
いう問題がある。本発明の目的は、屋根面の清掃が安全
かつ容易に行えるようになる太陽電池付屋根を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、図面を参照し
て説明すれば、所定の寸法に形成された複数枚の太陽電
池パネル１０が屋根面に縦横に配列された太陽電池付屋
根４であって、屋根面に前記太陽電池パネル１０の表面
を清掃する清掃部材４３が移動可能に設けられている。
このような本発明では、屋内側から清掃部材４３を手動
または自動により駆動するようにすれば、屋根に登って
清掃を行う必要がなくなり、屋根面の清掃が安全かつ容
易に行えるようになる。

【０００５】以上において、前記太陽電池パネルの出力
電圧を検出する検出手段と、この検出手段から発生され
た信号によって前記清掃部材を駆動する駆動手段とが設
けられていることが望ましい。同一の日射量を受けたと
きに、同一面積の太陽電池パネル１０の出力電圧は同一
であるので、前述のようにすれば、各太陽電池パネル１
０の出力電圧を監視し、一の太陽電池パネルの出力電圧
が他の太陽電池パネルの出力電圧よりも低下したことに
より、その表面が汚れているものと判定することができ
る。これにより、太陽電池パネルの表面の汚れが自動的
に検出可能となり、前記清掃部材４３の自動駆動も可能
となるので、太陽電池パネル１０表面の汚れが自動的に
除去されるようになり、充分な電力量が常に確保される
ようになる。

【０００６】また、清掃部材４３は、棟および軒先の二
位置間を往復動可能なスライダ４０に設けられているこ
とが好ましい。このようにすれば、屋根面に縦横に配列
された太陽電池パネル１０の全表面がくまなく清浄可能
となり、各太陽電池パネルが発電する電力量が充分確保
されるようになる。

【０００７】さらに、清掃部材４３は、先端が棟および
軒先の二位置間を回動可能なアーム５２に設けることも
できる。このようにすれば、単に、アーム５２を屋根に
軸支するといった簡単な構造が採用できるようになるう
え、アーム５２の支持軸は、屋内側から手動等で操作で
きるようになるので、屋根面の安全かつ容易な洗浄作業
が簡単な構造で実現される。

【０００８】また、前記屋根面には、前記太陽電池パネ
ルの端縁に沿って延びるとともに、当該太陽電池パネル
の前記端縁を支持する取付部材が設けられ、この取付部
材には、前記スライダを当該取付部材の延出方向に沿う
ように案内する案内部が設けられていることが望まし
い。このようにすれば、取付を設けることにより、屋根
にスライダを案内する案内部が設けられることになり、
取付とは別に、スライダを案内するガイド部材を設ける
必要がなくなり、太陽電池付屋根の構造を何ら複雑にせ
ず、太陽電池付屋根の組立作業が容易に行えるようにな
る。

【０００９】さらに、前記屋根面に清掃用の液体を散布
する洗浄液散布手段５０が設けられていることが好まし
い。このようにすれば、清掃用の液体が屋根面に散布さ
れるようになるので、屋根面に乾いた汚れが付着してい
ても、当該汚れが確実に除去されるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図３には、本発明の第
１実施形態に係る太陽電池付屋根４が示され、屋根４
は、図１の如く、ユニット式建物１に設けられたもので
ある。ユニット式建物１は、箱状に形成された複数の一
階建物ユニット２および二階建物ユニット３を組み合わ
せたものである。一方、屋根４は、複数の屋根パネル５
を桁方向に配列して形成した下地面の上に、レール状の
取付部材２０を介して多数の太陽電池パネル１０を縦横
に配列したものである。この屋根４には、棟および軒先
の二位置間を往復動可能なスライダ４０が複数設けられ
ている。各スライダ４０は、取付部材２０の間を摺動す
る細長い直方体状の部材である。スライダ４０の各々に
は、太陽電池パネルの表面を清掃するための清掃部材で
あるブラシ４３が取り付けられている。これにより、屋
根４には、ブラシ４３が移動可能に設けられている。な
お、一階建物ユニット２、二階建物ユニット３および屋
根パネル５は、予め工場で製造され、建築現場で互いに
組み合わされたものである。

【００１１】太陽電池パネル１０は、図２の如く、所定
数のソーラーセルを収めた平板状の防水ケース１２と、
このケース１２の周縁に取り付けられた四角形状の枠体
１３とを有するものである。これらのケース１２、枠体
１３により防水および補強がなされ、内部のソーラーセ
ルは、雨水による漏電や短絡等の事故、太陽電池パネル
１０の表面に加わる荷重等から保護されるようになって
いる。図２中、紙面の直交方向に延びる枠体１３の縦枠
部１３Ａは、下方の部分が図中左右方向に延びる横枠部
１３Ｂの下面よりも下方に突出し、太陽電池パネル１０
の脚部１４となっている。そして、この脚部１４により
太陽電池パネル１０の荷重が取付部材２０に伝達される
ようになっている。また、脚部１４には、外側の下端部
分に外側に突出する固定用鍔部１５が設けられている。

【００１２】取付部材２０は、太陽電池パネル１０の傾
斜している端縁に沿って延びるとともに、同太陽電池パ
ネル１０の当該端縁を支持するものである。取付部材２
０には、図中上方が開口となった断面コ字状の樋部２１
と、この樋部２１の下方に一体的に設けられた断面四角
形状のパイプ部２２とが設けられている。樋部２１は、
太陽電池パネル１０の脚部１４を受けるとともに、太陽
電池パネル１０に降り注いだ雨水等を集めて軒先へ排水
するものである。また、樋部２１の底部２３には、脚部
１４が載せられるとともに、脚部１４の固定用鍔部１５
を貫通したタッピングねじ２４が螺合されている。そし
て、この底部２３が太陽電池パネル１０を固定する固定
部となっている。隣合う太陽電池パネル１０間の継ぎ目
部分には、断面クランク形状の固定具１６が配置されて
いる。この固定具１６は、下端が樋部２１の底部２３に
固定されるとともに、上端で取付部材２０に固定された
太陽電池パネル１０の鍔部１１を上方から押え付けるも
のである。

【００１３】また、パイプ部２２は、太陽電池パネル１
０の側面が傾斜して底面部がすぼんだ筒状とされ、タッ
ピングねじ２４と螺合する樋部２１の底部２３のねじ孔
から浸入する雨水等を軒先へ排水するようになってい
る。パイプ部２２の傾斜した側面には、下端付近に取付
用鍔部２５が突設されており、この取付用鍔部２５を貫
通するねじ２６を屋根パネル５に螺合させることによ
り、取付部材２０の固定がなされている。そして、隣接
する取付部材２０の互いに対向する側面の間には舌部３
１Ａ，３２Ａを水平に突出させた化粧目地ガスケット３
１，３２が挿入され、これにより、隣接する取付部材２
０間の目地部７を防水する防水構造が形成されている。

【００１４】ここで、取付部材２０には、樋部２１の底
部２３の中央部分から太陽電池パネル１０の上面よりも
上方へ突出するとともに、当該取付部材２０の長手方向
へ延びるレール部４２が設けられている。このレール部
４２の上端近傍には、当該取付部材２０の長手方向へ延
びるスリット４６が設けられている。一方、屋根４に複
数設けられたスライダ４０は、連結軸４０Ａにより相互
に連結されている。この連結軸４０Ａは、取付部材２０
のスリット４６に挿通されている。連結軸４０Ａには、
レール部４２を間に挟む鍔部４３Ａが設けられている。
ここにおいて、レール部４２は、スライダ４０を取付部
材２０の延出方向に沿うように案内する案内部となって
いる。

【００１５】スライダ４０を相互に連結する連結軸４０
Ａは、図１および図３の如く、各スライダ４０を貫通
し、その端部４０Ｂが屋根面の妻側端縁側へ突出してい
る。屋根４の棟の内部には、後述するモータ５８により
回転駆動される駆動軸５１Ａが設けられている。屋根４
の妻側端縁の棟側部分には、駆動軸５１Ａに支持された
プーリ５１Ｂが配置され、軒先側部分には、別のプーリ
５１Ｃが回転自在に設けられている。これらのプーリ５
１Ｂ，５１Ｃには、輪状に形成されたタイミングベルト
４９が架け渡されている。スライダ４０を貫通する連結
軸４０Ａの端部４０Ｂは、タイミングベルト４９に固定
されている。モータ５８の駆動力は、駆動軸５１Ａ、プ
ーリ５１Ｂ，５１Ｃおよびタイミングベルト４９を介し
てスライダ４０を往復動させるようになっている。ここ
において、モータ５８、駆動軸５１Ａ、プーリ５１Ｂ，
５１Ｃおよびタイミングベルト４９等が清掃部材である
ブラシ４３を駆動する駆動手段を形成している。また、
屋根４の棟近傍には、屋根面に清掃用の液体である水を
散布する洗浄液散布手段としての散水パイプ５０が設け
られている。この散水パイプ５０には、太陽電池パネル
１０の位置に応じて複数の散水口５０Ａが設けられてい
る。

【００１６】図４には、モータ５８を制御するための制
御回路６１が示されている。制御回路６１は、太陽電池
パネル１０との接続を切り替えるマルチプレクサ６２
と、太陽電池パネル１０の出力電圧を検出する検出手段
である電圧検出器５５と、電圧検出器５５が検出した電
圧値に基づいてモータ５８を駆動するか否かを判断する
コントローラ５６と、電源およびモータ５８の間の接続
を入り切りする電磁開閉器５７とを備えたものとなって
いる。なお、モータ５８としては、単相交流を正相から
逆相に切り替えることで、反対方向にも回転可能なコン
デンサモータ等が採用されている。マルチプレクサ６２
は、複数の太陽電池パネル１０の各々の両端の電圧が個
々に電圧検出器５５に加わるように、接続を選択的に切
り替えるものである。電圧検出器５５は、マルチプレク
サ６２を介して加えられる太陽電池パネル１０の電圧を
検出するものである。

【００１７】コントローラ５６は、マイクロプロセッサ
等からなるコンピュータであり、各太陽電池パネル１０
の出力電圧を監視し、一の太陽電池パネルの出力電圧が
他の太陽電池パネルの出力電圧よりも低下したことを検
知し、これにより、その表面が汚れているものと判定す
るようにプログラムされている。コントロ−ラ５６に
は、必要な初期デ−タ等を入力するために、キーボード
５９およびディスプレイ６０が接続されている。電磁開
閉器５７は、電源およびモータ５８の間の接続を入り切
りするだけでなく、モータ５８への単相交流電圧を、正
相および逆相の一方から他方へ切り替える機能をも有す
るものとなっている。このような制御回路６１により、
複数の太陽電池パネル１０のうちの一つに汚れが付着
し、当該太陽電池パネル１０の電圧が低下すると、コン
トローラ５６が汚れが付着したと判断し、モータ５８が
自動的に駆動され、スライダ４０が移動し、太陽電池パ
ネル１０の汚れが除去されるようになっている。そし
て、モータ５８が駆動されてから、所定時間が経過する
と、モータ５８が自動的に反転駆動され、スライダ４０
が元の位置に戻るようになっている。

【００１８】前述のような本実施形態によれば次のよう
な効果が得られる。すなわち、複数枚の太陽電池パネル
が屋根面に縦横に配列された太陽電池付屋根４に、太陽
電池パネル１０の表面を清掃するブラシ４３を移動可能
に設け、このブラシ４３をモータ５８で駆動するように
したので、ブラシ４３が自動的に駆動されるようにな
り、屋根４に登って清掃を行う必要がなく、屋根面の清
掃を安全かつ容易に行うことができる。

【００１９】また、太陽電池パネル１０の出力電圧を検
出する電圧検出器５５を設け、この電圧検出器５５が検
出した出力電圧に基づき、太陽電池パネル１０の表面の
汚れを自動検出するようにしたので、ブラシ４３が適切
なタイミングで自動駆動されるようになり、太陽電池パ
ネル１０表面の汚れを自動的に除去でき、充分な電力量
を常に確保することができる。

【００２０】さらに、棟および軒先の二位置間を往復動
可能なスライダ４０を太陽電池パネル１０に応じて設け
るとともに、これらのスライダ４０の各々にブラシ４３
を設け、全太陽電池パネル１０の表面がくまなく清浄さ
れるようにしたので、各太陽電池パネル１０が発電する
電力量を充分確保することができる。

【００２１】また、太陽電池パネル１０を支持する取付
部材２０が設けられ、この取付部材２０にスライダ４０
を当該取付部材２０の延出方向に沿うように案内するレ
ール部４２を設けたので、取付部材２０を屋根４に設け
ることにより、屋根４にスライダ４０を案内するレール
部４２が自動的に設置されるようになり、取付部材２０
とは別に、スライダ４０を案内するガイド部材を設ける
必要がなくなり、上述のような清掃機構を屋根４に設け
ても、太陽電池付屋根４の構造が何ら複雑にならず、太
陽電池付屋根４の組立作業を容易に行うことができる。

【００２２】さらに、屋根面に清掃用の水を散布する散
水パイプ５０を設けたので、屋根面に乾いた汚れが付着
していても、清掃用の水が屋根面に散布されるようにな
るので、当該汚れを確実に除去することができる。

【００２３】図５には、本発明の第２実施形態が示され
ている。本実施形態は、前記第１実施形態における直線
的に往復動するスライダ４０を、先端が棟および軒先の
二位置間を回動可能なアーム５２としたものである。す
なわち、屋根4Aの対向する角部には、一対のアーム５２
の基端がそれぞれ軸支されている。このアーム５２に
は、太陽電池パネル１０の表面と密着するゴム等の弾性
部材からなるブレード（図示略）が取り付けられてい
る。アーム５２の支持軸は、屋内側から手動等で操作可
能とされている。これにより、アーム５２は、自動車の
ワイパーと同様に回動し、太陽電池パネル１０の表面を
清掃するようになっている。このような本実施形態によ
っても、前記第１実施形態と同様な作用・効果を得るこ
とができる他、単に、アーム５２を屋根４に軸支すると
いった簡単な構造が済むため、屋根面の安全かつ容易な
洗浄作業が最も簡単な構造で実現することができるとい
う効果を付加できる。

【００２４】なお、本発明は前述の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる範囲であれ
ば次に示すような変形形態を含むものである。例えば、
屋根としては、切妻式のものに限らず、寄棟式等、他の
形式の屋根でもよく、また、ユニット式建物の屋根に限
らず、柱および梁を建築現場で接合する在来工法からな
る建物の屋根でもよい。また、清掃部材が固定されたス
ライダとしては、複数が互いに連結されて屋根面を一体
となって移動するものに限らず、個々に移動可能となっ
たもの、あるいは、数個を一つのグループとして一体化
し、各グループを別個に移動させるようにしてもよく、
スライダの駆動構造および駆動形式は、実施にあたり適
宜設定することができる。なお、本発明は、建物以外の
屋根、例えば、電車、自動車等の屋根あるいは船舶の屋
根にも適用できる。

【００２５】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、屋根面
の清掃を安全かつ容易に行うことができ、太陽電池パネ
ルが発電する電力量を充分確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のユニット式建物を示す
斜視図である。

【図２】前記実施形態に屋根の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図３】前記実施形態の駆動手段の要部を示す一部破断
した斜視図である。

【図４】前記実施形態で採用した制御回路を示すブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る屋根を示す正面図
である。

【符号の説明】

４，4A 太陽電池付屋根１０太陽電池パネル２０取付部材４０スライダ４２案内部としてのレール部４３清掃部材としてのブラシ５０洗浄液散布手段としての散水パイプ５２アーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の寸法に形成された複数枚の太陽電池
パネルが屋根面に縦横に配列された太陽電池付屋根であ
って、前記屋根面に前記太陽電池パネルの表面を清掃す
る清掃部材が移動可能に設けられていることを特徴とす
る太陽電池付屋根。
【請求項２】請求項１に記載の太陽電池付屋根におい
て、前記太陽電池パネルの出力電圧を検出する検出手段
と、この検出手段から発生された信号によって前記清掃
部材を駆動する駆動手段とが設けられていることを特徴
とする太陽電池付屋根。
【請求項３】請求項１に記載の太陽電池付屋根におい
て、前記清掃部材は、棟および軒先の二位置間を往復動
可能なスライダに設けられていることを特徴とする太陽
電池付屋根。
【請求項４】請求項１に記載の太陽電池付屋根におい
て、前記清掃部材は、先端が棟および軒先の二位置間を
回動可能なアームに設けられていることを特徴とする太
陽電池付屋根。
【請求項５】請求項３に記載の太陽電池付屋根におい
て、前記屋根面には、前記太陽電池パネルの端縁に沿っ
て延びるとともに、当該太陽電池パネルの前記端縁を支
持する取付部材が設けられ、この取付部材には、前記ス
ライダを当該取付部材の延出方向に沿うように案内する
案内部が設けられていることを特徴とする太陽電池付屋
根。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
の太陽電池付屋根において、前記屋根面に清掃用の液体
を散布する洗浄液散布手段が設けられていることを特徴
とする太陽電池付屋根。