JPWO2015186237A1 - 太陽電池モジュール及び屋根構造 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの場合、屋根全体で一体感のある外観美を作り出すことができないので、屋根を眺める人によっては、その外観を不格好と感じる人もいる。
そして、太陽電池モジュールの棟側部分には、上段側の太陽電池モジュールの軒側部分を載置するための領域を設けており、太陽電池モジュール同士が一部重なった状態で敷設される構造となっている。つまり、階段状に並列する太陽電池モジュールの段差部分に隙間が形成されない構造となっている。
つまり、特許文献1に開示されている技術は、屋根の外観を美しくする上で改善の余地がある。
また、そのような太陽電池モジュールを敷設して形成される美しい外観の屋根構造を提供することを課題とする。
このように、余剰領域を設けることで、余剰領域をネジ、釘等を直接打ち込んだりするための領域とすることができる。すなわち、フレームや固定用の金具等の取付用部材を使用することなく、太陽電池モジュールを屋根上に直接固定することが可能となる。言い換えると、取付用部材を必要としないので、屋根上で取付用部材が目立ってしまうことがなく、美しい外観の屋根を提供することが可能となる。
ここで、屋根上に屋根材を敷き詰めていくとき、桁行方向で隣接する屋根材の重なり部分には、一般的に、段差が形成されることとなる。
つまり、太陽電池モジュールの露出部分に屋根材の重なり部分に形成されているような段差を形成することで、太陽電池モジュールと屋根材とを併存させた際に、太陽電池モジュールが位置する部分と屋根材が位置する部分の見分けがつきにくい状態としている。このことにより、太陽電池モジュールと周囲の屋根材との間でより一体感のある屋根の提供が可能となる。
このことから、太陽電池モジュールと屋根材とを併存させた際、太陽電池モジュールが位置する部分と屋根材が位置する部分の見分けがつきにくい状態にできるので、屋根全体の一体感を向上させることが可能となる。
さらに、本様相では、補助板と裏面封止板にそれぞれ貫通孔を形成し、これら貫通孔が連続して形成される連通孔に締結要素を挿入して、太陽電池モジュールを固定する構造となっている。つまり、締結要素を挿通する連通孔がある部分に補助板を位置する構造となっている。このことにより、固定強度の向上が可能となる。
また、段差形成板と重なる位置に補助板を配することにより、段差形成板の姿勢を安定させることが可能となる。すなわち、太陽電池モジュールの強度向上を図ることができる。
ここで、露出領域34には表面処理が施されており、その外観がスレート瓦3の外観と極めて似通った状態となっている。この表面処理については、詳しくは後述する。
位置調整ガラス15には、締結要素挿通孔40(貫通孔)が設けられている。この締結要素挿通孔40は、開口形状が円形であり、位置調整ガラス15を厚さ方向に貫通する貫通孔である。より詳細に説明すると、位置調整ガラス15には、桁行方向における位置が同一であり、幅方向で所定の間隔を空けて並列した状態となる3つの締結要素挿通孔40が形成されている。そして、1つの締結要素挿通孔40は、位置調整ガラス15の幅方向における中心(又は中心近傍)に形成され、他の2つは、幅方向の中心よりも片側端部よりの位置と、幅方向の中心よりも他方端部よりの位置にそれぞれ形成されている。
このとき、太陽電池部14から延設されるリード線(図示しない)は、リード線挿通孔23(図7参照)に挿通された状態となっており、背面ガラス13の裏面よりも外側に位置する部分まで延びた状態となっている。
このことにより、太陽電池モジュール4の裏面側であって棟側の端部近傍には、段差状の部分が形成された状態となっている。
そして、太陽電池部14の裏面側を封止する背面ガラス13の上面の面積が、受光面を形成するカバーガラス28の上面の面積よりも大きくなっている。そのため、背面ガラス13の表面には、カバーガラス28が重なっている部分よりも棟側の部分に、カバーガラス28及び太陽電池セル31(図4参照)のいずれもが存在しない領域(外側領域21であり、以下単に余剰領域とも称す)が形成されている。さらに、この領域には、位置調整ガラス15が載置されている。つまり、背面ガラス13の棟側部分は、太陽電池部14の棟側端部から棟側にはみ出しており、この部分が位置調整ガラス15を載置するための領域となっている。
なお、締結要素とは、ネジ、釘、ビス等の上位概念とする。
より詳細には、軒側第2段目に配される1つのスレート瓦3が、軒側第1段目で隣り合う2つのスレート瓦3のうち、片側のスレート瓦3に形成される2つの取付用孔8の内の1つと、もう一方のスレート瓦3に形成される2つの取付用孔8の内の1つとを覆った状態となっている。より詳細には、それぞれのスレート瓦3に形成される取付用孔8のうち、2つのスレート瓦3の境界となる部分に最も近接する取付用孔8が、軒側第2段目のスレート瓦3に覆われた状態となっている。
より具体的には、図14で示すように、太陽電池モジュール4のうちカバーガラス28の露出領域34が軒側第2段目のスレート瓦3の露出部分と幅方向(梁間方向)で並列する位置であり、化粧ガラス16の軒側領域44が軒側第3段目のスレート瓦3の露出部分と幅方向(梁間方向)で並列する位置となるように、太陽電池モジュール4を固定する。
また、締結要素に加え、ブッシング部材49の下端を母屋部材2に入り込ませることにより、固定時の太陽電池モジュール4をより安定させることができる。すなわち、太陽電池モジュール4と母屋部材2をより強固に固定することができる。
図14、図17で示されるように、下段側の太陽電池モジュール4aの化粧ガラス16の棟側領域45の上側に、上段側の太陽電池モジュール4bの軒側部分が重なった状態となる。言い換えると、下段側の太陽電池モジュール4aの棟側領域45における軒側端部と、上段側の太陽電池モジュール4bの全体における軒側端部とが重なるように、下段側の太陽電池モジュール4aと上段側の太陽電池モジュール4bとが桁行方向にずれた状態で重なっている。
このことにより、図18で示されるように、ブッシング部材49が位置する締結要素が挿通される連通孔の上側が、上段側の太陽電池モジュール4bの軒側部分によって覆われた状態となっている。
そして、屋根材敷設領域では、下段側のスレート瓦3は、一部が上段側のスレート瓦3の下方側に位置しており、他の部分のみが外部に露出した状態となっている。また、モジュール敷設領域では、太陽電池モジュール4は、カバーガラス28の露出領域34と、化粧ガラス16の軒側領域44のみが外部に露出した状態となっている。
この太陽電池モジュール104では、背面ガラス113の棟側部分が、位置調整ガラス15及び化粧ガラス16の棟側端部が位置する部分から棟側に突出した状態となっている。このため、背面ガラス113の棟側部分には、その上側(表面側)に、太陽電池部14及びカバーガラス28、位置調整ガラス15、化粧ガラス16のいずれもが存在しない領域が形成されている。
例えば、マスキングテープ60を梁間方向(横方向)に延びるように貼り付け、梁間方向(横方向)に延びる領域である平滑部位を形成してもよい。また、桁行方向(縦方向)に延びる平滑部位と、梁間方向(横方向)に延びる平滑部位を混在させてもよく、いずれか一方のみを形成してもよい。
粗面化部位61は、平面視した形状が略四角形状となるものに限るものではなく、屋根材敷設領域に配置するスレート瓦3の露出部分の形状に合わせて、適宜その形状を変更してもよい。
例えば、位置調整ガラス15に替わって金属製の板状部材を配置してもよい。すなわち、化粧ガラス16と背面ガラス13の間に配する板状の部材は、ガラス製でなくてもよい。
例えば、上記した表面処理に代わりに、カバーガラス28や化粧ガラス16の表面に微粒子入りの樹脂を塗布してもよい。すなわち、サンドブラストを実行せず、微粒子入りの樹脂を塗布することでガラス表面に凹凸を形成し、表面における色や質感(表面粗さ)をスレート瓦3と非常に類似した状態としてもよい。
2 母屋部材(桟、外部部材)
3 スレート瓦(屋根材)
4,104,204 太陽電池モジュール
13,113,213 背面ガラス(裏面封止板)
15 位置調整ガラス(補助板)
16 化粧ガラス(段差形成板)
21 外側領域(余剰領域)
24 締結要素挿通孔(貫通孔)
28 カバーガラス(表面側透明板)
31 太陽電池セル(太陽電池)
40 締結要素挿通孔(貫通孔)
49 ブッシング部材(緩衝材)
52 端子ボックス(端子箱)
61 粗面化部位
62 平滑部位
Claims (20)
- 表面側透明板とガラス製の裏面封止板との間に太陽電池が封入された太陽電池モジュールにおいて、
前記裏面封止板の面積は太陽電池の受光面積及び前記表面側透明板の面積よりも大きく、
前記裏面封止板の表面側に前記太陽電池及び前記表面側透明板のいずれもが存在しない余剰領域が存在することを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記裏面封止板の面積は前記太陽電池の受光面積及び前記表面側透明板の面積の1.1倍以上4倍以下であり、余剰領域の面積が前記表面側透明板の面積の10パーセント以上300パーセント以下であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 透光性を有する段差形成板を有し、前記段差形成板は一部が前記表面側透明板が存在する領域に重なり残部が前記表面側透明板からはみ出した状態で前記表面側透明板の表面側に設置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール。
- 補助板を有し、当該補助板の面積は前記表面側透明板の面積よりも小さく、前記補助板は前記表面側透明板に隣接しかつ前記段差形成板が存在する領域に重なる状態で設置されることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュール。
- 前記裏面封止板の表面側に前記表面側透明板及び前記補助板が存在し、前記補助板の少なくとも一部は、前記余剰領域の全域に重なる状態で設置されていることを特徴とする請求項4に記載の太陽電池モジュール。
- 前記補助板と前記裏面封止板にはそれぞれ貫通孔が設けられており、それらが連通して連通孔が設けられるものであって、当該連通孔に締結要素を挿入して太陽電池モジュールを外部部材に固定可能であることを特徴とする請求項4又は5に記載の太陽電池モジュール。
- 前記表面側透明板はガラス板であり、前記表面側透明板の表面に粗面化された粗面化部位と、平滑さを保った平滑部位があり、前記粗面化部位は平面的に分布し、前記平滑部位は縦及び/又は横に向かって線状に延び、前記平滑部位によって前記粗面化部位が複数の四角形に区画されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、一つの太陽電池モジュールの余剰領域の上に、他の太陽電池モジュールの前記表面側透明板に相当する領域が重ねて設置されている屋根構造。
- 防水性を有して一定形状に成形された屋根材と、前記太陽電池モジュールとが併用されており、前記屋根材が敷設されていて前記太陽電池モジュールが敷設されていない領域と、前記太陽電池モジュールが敷設されていて前記屋根材が敷設されていない領域があることを特徴とする請求項8に記載の屋根構造。
- ガラス製の表面側透明板の裏面に太陽電池が封入された太陽電池モジュールにおいて、前記表面側透明板の表面に、粗面化された粗面化部位と、平滑さを保った平滑部位があり、前記粗面化部位は平面的に分布し、前記平滑部位は縦及び/又は横に向かって線状に延び、前記平滑部位によって前記粗面化部位が複数の四角形に区画されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 防水性を有して一定形状に成形された屋根材と、請求項10に記載の太陽電池モジュールとが併用された屋根構造であって、
前記屋根材が敷設されていて前記太陽電池モジュールが敷設されていない屋根材敷設領域と、前記太陽電池モジュールが敷設されていて前記屋根材が敷設されていないモジュール敷設領域があり、
屋根材敷設領域は、前記屋根材の一部を他の屋根材に重ね、残部を露出させた状態で敷設されており、前記太陽電池モジュールは、前記複数の四角形に区画された部分が、前記屋根材敷設領域における個々の前記屋根材の露出部分の形状と同じであることを特徴とする屋根構造。 - 表面側透明板と裏面封止板との間に太陽電池が封入された太陽電池モジュールにおいて、前記裏面封止板の面積は前記太陽電池の受光面積及び前記表面側透明板の面積よりも大きく、透光性を有する段差形成板を有し、当該段差形成板の面積は前記表面側透明板の面積よりも小さく、前記段差形成板は一部が前記表面側透明板が存在する領域に重なり残部が前記表面側透明板からはみ出した状態で前記表面側透明板の表面側に設置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記表面側透明板及び前記段差形成板は共に四角形であり、前記段差形成板と前記表面側透明板とが重なった部分の面積は、前記表面側透明板の表面積の略整数分の1となること特徴とする請求項12に記載の太陽電池モジュール。
- 請求項12又は請求項13に記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、
一つの太陽電池モジュールの段差形成板上に、他の太陽電池モジュールの前記表面側透明板に相当する領域をずらした状態で重ねて設置されていることを特徴とする屋根構造。 - 防水性を有して一定形状に成形された屋根材が敷設されていて太陽電池モジュールが敷設されていない領域と、太陽電池モジュールが敷設されていて前記屋根材が敷設されていない領域があることを特徴とする請求項14に記載の屋根構造。
- 表面側透明板と裏面封止板との間に太陽電池が封入された太陽電池モジュールにおいて、前記裏面封止板の面積は前記太陽電池の受光面積及び前記表面側透明板の面積よりも大きく、補助板を有し、当該補助板の面積は前記表面側透明板の面積よりも小さく、前記補助板は前記表面側透明板に隣接する領域に設置され、前記裏面封止板の表面側に前記表面側透明板及び前記補助板が存在し、前記補助板と前記裏面封止板にはそれぞれ貫通孔が設けられており、それらが連通して連通孔が設けられるものであって、当該連通孔に締結要素を挿入して太陽電池モジュールを外部部材に固定可能であることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 透光性を有する段差形成板を有し、前記段差形成板は一部が前記表面側透明板と重なり、前記補助板が前記段差形成板が存在する領域に重なる状態で設置されていることを特徴とする請求項16に記載の太陽電池モジュール。
- 前記連通孔の内部に緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項16又は17に記載の太陽電池モジュール。
- 複数の前記連通孔が列状に設けられ、端子箱を有し、当該端子箱は裏面封止板側に突出し、前記端子箱の位置は、前記連通孔が列状に設けられた領域から一定の距離だけ表面側透明板側に離れた位置にあることを特徴とする請求項16乃至18のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 請求項19に記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、
建屋の天面には平行に桟が設けられ、太陽電池モジュールは前記桟の上に載置されていると共に、締結要素が前記連通孔から突出して前記桟に接合されて太陽電池モジュールが前記桟に固定され、前記端子箱は平行に設けられた桟同士の隙間に配されていることを特徴とする屋根構造。
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