WO2005100715A1

WO2005100715A1 - 瓦一体型太陽電池モジュール

Info

Publication number: WO2005100715A1
Application number: PCT/JP2005/005807
Authority: WO
Inventors: Masao Tanaka; Hiroshi Aihara
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2006-10-14
Also published as: JP2005299278A; JP4216221B2; US20070199590A1

Abstract

　多種類の瓦に適用できる瓦一体型太陽電池モジュールが得られる。本発明による瓦一体型太陽電池モジュール（４）は、太陽電池発電体と、太陽電池発電体を内部に収容し、一方外装板としての上部金属板（１３）と他方外装板としての下部金属板とを含む外装部材とを備えた瓦一体型太陽電池モジュール（４）である。上部金属板（１３）には、瓦一体型太陽電池モジュール（４）を屋根に設置したときに軒方向に開口する、上部金属板差込部（４１）と上部金属板（１３）の表面とにより形成される凹部、軒方向に対して交差する方向において隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュール（４）と続するための接続用嵌合部とが形成されている。下部金属板には、瓦一体型太陽電池モジュール（４）を屋根に設置したときに棟方向に延びる軒側差込部（４２）が形成されている。

Description

明細書

瓦一体型太陽電池モジュール

技術分野

[0001] この発明は、瓦一体型太陽電池モジュールに関し、より特定的には、多種の瓦に対応可能な瓦一体型太陽電池モジュールに関する。

背景技術

[0002] 従来、屋根に設置される太陽電池セル保持瓦が知られている（たとえば、特開平 1 1 107453号公報参照)。

特許文献 1：特開平 11― 107453号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 上記特許文献 1において、瓦一体型太陽電池モジュールとしての太陽電池セル保持瓦は、 1つの屋根瓦、あるいは屋根下地材上に列設される屋根瓦複数枚分と同じ外形寸法となる様に形成されている。つまり、上記特許文献 1においては、屋根全面の瓦を統一することが必須の前提条件であり、太陽電池セル保持瓦の形状やサイズは、予め限定された瓦に適合するように決定されている。そのため、例えば既築屋根におヽて、上記特許文献 1に開示された太陽電池セル保持瓦を設置する設置面の瓦のサイズが限定されることになる。したがって、太陽電池セル保持瓦を設置する面に敷設される瓦と、屋根における他の面の既設の瓦とが互いにサイズが異なる場合、屋根美観を著しく損ねることになる。また、この場合には、美観を損ねるだけでなぐ棟などで瓦の割り付けなどが合わない場合が発生し、結果的に屋根の防水性能を確保できないなどの問題が発生する。したがって、上記特許文献 1に開示された太陽電池セル保持瓦を屋根に施工する場合、美観'性能確保の事を考慮すると、屋根の全方位の面を同じサイズの瓦で統一するため、太陽電池セル保持瓦を設置する面以外の屋根面についても全面的に瓦の葺き替えが必要となることから、経済性、施工性に課題があった。

[0004] また、太陽電池セル保持瓦が対応する瓦として、一種の瓦のみでは巿場が狭ぐコスト的に不利になる可能性が高い。そこで、太陽電池セル保持瓦を多種の瓦に対応させる必要があるが、上記特許文献 1に開示された太陽電池セル保持瓦ではそのような多種の瓦にそのまま対応することは困難であるため、異なる瓦ごとに太陽電池セル保持瓦のモジュール形状を製作し直す必要があった。

[0005] この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、多種類の瓦に適用できる瓦一体型太陽電池モジュールを提供することである

課題を解決するための手段

[0006] この発明に従った瓦一体型太陽電池モジュールは、太陽電池発電体と、太陽電池発電体を内部に収容し、一方外装板と他方外装板とを含む外装部材とを備えた瓦一体型太陽電池モジュールである。一方外装板には、瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置したときに軒方向に開口する凹部と、軒方向に対して交差する方向において隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュールと接続するための接続用嵌合部とが形成されている。他方外装板には、瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置したときに棟方向に延びる差込部が形成されて、る。

[0007] このようにすれば、屋根に瓦一体型太陽電池モジュールを設置したときの棟方向から軒方向に沿った方向に、複数の瓦一体型太陽電池モジュールを部分的に重なるように設置する場合、 1つの瓦一体型太陽電池モジュールの凹部に、隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュールの差込部を挿入することで、 1つの瓦一体型太陽電池モジュールと隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュールとを接続できる。また、このとき、凹部に対する差込部の差込量 (瓦一体型太陽電池モジュールの重なり幅)を調整することにより、棟方向から軒方向に向力う方向（流れ方向）での瓦の露出部分の長さ（瓦の利き足幅）に適合するように、瓦一体型太陽電池モジュールの露出部分の流れ方向における長さを変更できる。この結果、利き足幅の異なる多種の瓦に対して、本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを用いることができる。

[0008] この発明に従った瓦一体型太陽電池モジュールは、太陽電池発電体と、太陽電池発電体を内部に収容する外装部材とを備える瓦一体型太陽電池モジュールであつて、外装部材は、瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置したときに、軒方向に開口する凹部と、凹部が位置する側と反対側に位置し、棟側に延びる差込部とが形成されている。このような瓦一体型太陽電池モジュールも、利き足幅の異なる多種の瓦とともに用いることができる。

発明の効果

[0009] このように、本発明によれば、多種の瓦に適用可能な瓦一体型太陽電池モジユールを実現できる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 1を示す斜視模式図である。

[図 2]図 1に示した瓦一体型太陽電池モジュールの構成を示す分解模式図である。

[図 3]図 2に示した瓦一体型太陽電池モジュールを構成する太陽電池発電体の平面模式図である。

[図 4]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを構成する下部金属板に太陽電池発電体が位置決めされて設置された状態を示す斜視模式図である。

[図 5]図 4に示した太陽電池発電体が設置された下部電極板の平面および側面を示す模式図である。

[図 6]図 5の線分 VI— VIにおける断面模式図である。

[図 7]図 2に示した瓦一体型太陽電池モジュールを構成する上部金属板の平面および側面を示す模式図である。

[図 8]図 1の線分 VIII— VIIIにおける断面模式図である。

[図 9]図 1に示した本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置した屋根の平面模式図である。

[図 10]図 1に示した本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置した場合の左右方向における瓦一体型太陽電池モジュールの接続方法を説明するための断面模式図である。

[図 11]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置した場合の棟側力も軒側に向力う流れ方向における瓦一体型太陽電池モジュールの接続方法を説明するための断面模式図である。 [図 12]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの軒側における通常の瓦との接続部を説明するための斜視模式図である。

[図 13]図 12に示した接続部において用いられる軒先カバーの正面および側面の形状を示す模式図である。

[図 14]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを屋根に設置した場合の瓦一体型太陽電池モジュールと従来の瓦との境界部を示す平面模式図である。

[図 15]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの棟側における通常の瓦との接続部を示す斜視模式図である。

[図 16]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 1の第 1の変形例を示す斜視模式図である。

[図 17]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 1の第 2の変形例を示す斜視模式図である。

[図 18]本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 2を構成する上部金属板の平面模式図である。

符号の説明

[0011] 1 太陽電池セル、 2 配線材、 3 太陽電池発電体、 4 瓦一体型太陽電池モジュール、 6 窓部、 11 下部金属板、 11c ガイド、 12 軒側金属板、 13 上部金属板、 14 位置決め用凸部、 15a, 15b 凸部、 16a〜16f 折り曲げ部、 17 着色層、 18 ォーノ一ラップ部、 19 アンダーラップ部、 20, 35, 36 緩衝材、 21 屋根、 22, 23 瓦、 25 軒先カバー、 26 固定足部、 27 棟側カバー、 28 差込部、 29 波状カロェ部、 30 野地板、 31 屋根下地材、 32 瓦桟、 33 ビス、 41 上部金属板差込部、42 軒側差込部、 45 意匠形成部。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

[0013] (実施の形態 1)

図 1〜図 8を参照して、本発明による瓦一体型太陽電池モジュールを説明する。図

1および図 2に示すように、本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4は、太陽電池発電体 3を上部金属板 13と下部金属板 11との間に保持した構造となっている。具体的には、上部金属板 13が太陽電池発電体 3の上を覆うように配置されている。この上部金属板 13には、軒側金属板 12がビスによって固定されている。太陽電池発電体 3には配線材 2が接続されている。この配線材 2は、上部金属板 13および下部金属板 11を含む外装部材の外部にまで延在するように配置されている。太陽電池発電体 3下には下部金属板 11が配置されている。上部金属板 13には、その上面に上部金属板差込部 41が形成されている。上部金属板差込部 41は、上部金属板 13と同じ材料により構成されていてもよいし、上部金属板 13とは異なる材料により構成されていてもよい。また、下部金属板 11には、その端部に軒側差込部 42が形成されている。軒側差込部 42は、下部金属板 11の一部を加工することにより構成されていてもよ V、が、別部材を下部金属板 11に接合することにより軒側差込部 42を形成してもよヽ。この上部金属板差込部 41および軒側差込部 42は、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に敷設する際に、瓦一体型太陽電池モジュール 4同士を接続するために用いられる。

[0014] そして、上部金属板 13の周辺部の所定の部分を後述するように折り曲げて、下部金属板 11端部の下側に回り込ませて固定することにより、上部金属板 13と下部金属板 11とが接続固定される。このようにして、上部金属板 13と下部金属板 11とからなる外装部材の内部に太陽電池発電体 3が保持された瓦一体型太陽電池モジュール 4 を構成することができる。以下、より詳しく瓦一体型太陽電池モジュール 4の構造を説明する。

[0015] 瓦一体型太陽電池モジュール 4を構成する太陽電池発電体 3は、図 3に示すように、太陽電池セル 1の形状から最適設計された形状であって、必要枚数の太陽電池セル 1が電気的に直列接続されたセル列と、ガラス材と、保護用バックフィルムとを含む。太陽電池セル 1のセル列は充填材で挟まれ、このセル列を構成する太陽電池セル 1の受光面である表面側にガラス材が配置される。また、セル列の表面と反対側の裏面側に保護用バックフィルムがラミネートされる。充填材としては、たとえば EVA榭脂 (エチレン酢酸ビュル共重合榭脂）を用いることができる。また、太陽電池発電体 3には、必要枚数の瓦一体型太陽電池モジュール 4 (図 1参照）を電気的に直列接続するための配線材 2が接続されている。

[0016] 次に、下部金属板 11上に太陽電池発電体 3を位置決めして配置した状態を図 4〜図 6に示す。下部金属板 11には、太陽電池発電体 3の位置を決定するための位置決め用凸部 14が 2力所形成されて、る。この位置決め用凸部 14に太陽電池発電体 3の 1つの辺を押圧して揃えることにより、下部金属板 11に対する太陽電池発電体 3 の位置を決定することができる。なお、下部金属板 11を構成する材料としては、たとえば軟鋼やステンレス鋼などの鋼板、アルミニウム板などを用いることができる。

[0017] また、図 6に示すように、下部金属板 11の両端には凸部 15a、 15bが形成されている。当該凸部 15a、 15b上に太陽電池発電体 3の端部が接触した状態となっている。また、下部金属板 11には、太陽電池発電体 3の配線材 2を外部に導出するためのガイド 11cが形成されている。このガイド 11cは、下部金属板 11において凸部 15aが形成された端部の一部が、凸部 15aを構成せずにそのまま端部の終端近傍まで延在し、その終端部のみがほぼ垂直方向に立ちあがるように曲げカ卩ェされることにより形成されている。

[0018] また、図 6からもわ力るように、太陽電池発電体 3と下部金属板 11との間には、上記凸部 15a、 15bが存在することにより空隙が形成される。この空隙には緩衝材 20を配置する。この緩衝材 20を構成する材料としては、発泡 EPDM (エチレン 'プロピレン' ジェン .メチレンレンケージ榭脂）を用いることができる。この緩衝材 20は、たとえば 1 つの瓦一体型太陽電池モジュール 4 (図 1参照）において 2力所ないしは 3力所に配置することができる。

[0019] そして、図 4〜図 6に示したように、下部金属板 11上に太陽電池発電体 3を配置した後、図 7および図 8に示す上部金属板 13を太陽電池発電体 3上力も被せる。上部金属板 13には、図 7に示すように太陽電池発電体 3の受光面を露出させるための窓部 6が形成されている。また、上部金属板 13には、瓦一体型太陽電池モジュール 4 ( 図 1参照）を屋根に設置した場合の棟側に、上部金属板差込部 41と固定足部 26とが形成されている。また、上部金属板 13の軒側における固定足部 26の間には、上部金属板 13を下部金属板 11と接続するための折り曲げ部 16a、 16bが形成されている。 [0020] また、上部金属板 13においては、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置した場合の上記棟側力軒側に向力流れ方向と交差する方向である左右方向に、隣接する瓦一体型太陽電池モジュール 4との連結部を構成するアンダーラップ部 19とオーバーラップ部 18とが形成されている。また、これらのアンダーラップ部 19およびオーバーラップ部 18は複数設けられ、このアンダーラップ部 19およびオーバーラップ部 18の間には上部金属板 13を下部金属板 11と接続固定するための折り曲げ部 1 6c〜16fが形成されている。

[0021] 上述した折り曲げ部 16a〜16fは、図 8に示すように、下部金属板 11の端部（たとえば図 8においては下部金属板 11の両端に位置する凸部 15a、 15b)の下側に回り込むように折り曲げられる。このようにして、下部金属板 11と上部金属板 13とは太陽電池発電体 3を内部に保持した状態で接続固定される。

[0022] なお、図 8からもわ力るように、上部金属板 13の表面には所定の色や模様を有する着色層 17が形成されている。この着色層 17としては、通常の塗料の塗布により形成された塗料層やめつき法によるめつき層などを用いることができる。この着色層 17の色を、瓦一体型太陽電池モジュール 4とともに用いられる屋根瓦の色に適合するように調整することにより、屋根の美観を維持することができる。

[0023] 次に、図 9〜図 15を参照して、図 1に示した本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの施工方法を説明する。

[0024] 図 9においては、屋根 21の 1つの面において、屋根 21に設置される瓦 22の一部を本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4と交換した場合の施工例が示されてヽる。後述するように、本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4の屋根における棟側から軒側に向力方向（流れ方向）での露出部の長さ (利き足幅 L (図 14参照)）は、瓦 22の効き足幅とほぼ同じになるように調整されている。また、瓦一体型太陽電池モジュール 4の左右方向（屋根 21の棟側から軒側に向力う流れ方向と交差する方向 )における瓦一体型太陽電池モジュール 4の幅は、瓦 22の幅と異なっている。このため、当該瓦一体型太陽電池モジュール 4が設置された領域の左右方向における端部では、隣接する瓦 22と瓦一体型太陽電池モジュール 4との間に隙間が形成される場合もある。この場合には、当該隙間を埋めるように、その端部の形状を加工した瓦 23を配置することにより、この隙間から水などが建物の内部に浸入することを防止する。

[0025] また、上述した瓦一体型太陽電池モジュール 4の左右方向については、図 10に示すように、隣接する瓦一体型太陽電池モジュール 4のうちの一方のアンダーラップ部 19と他方の瓦一体型太陽電池モジュール 4における上記アンダーラップ部 19と対向するオーバーラップ部 18とを嚙合わせるように配置する。このようにして、左右方向において瓦一体型太陽電池モジュール 4同士を連結する。

[0026] また、瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4が設置される屋根では、図 11に示すように、屋根を構成する野地板 30上に屋根下地材 31が貼られた状態となっている。屋根下地材 31上には、瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4を固定するための瓦桟 32が取付けられている。

[0027] 瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に施工する方法としては、軒側力も棟側へと順次瓦 22または瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置して、く。具体的には、まず軒先側の 1段目の瓦 22をすベて設置する。瓦 22は、瓦 22の棟側に設置された固定部をビス 33により屋根下地材 31および野地板 30に固定することにより、屋根に固定される。なお、 2段目に瓦一体型太陽電池モジュール 4が設置される部分の瓦 22については、その棟側に図 12および図 13に示すような軒先カバー 25を接続しておく。

[0028] 次に、 2段目の瓦および瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置する。具体的には、 2段目の瓦を所定個数屋根に設置した後、当該瓦の隣に瓦一体型太陽電池モジュール 4を隣接して配置'固定する。このとき、瓦一体型太陽電池モジュール 4がその棟側に配置される 1段目の瓦 22については、図 12および図 13に示すような軒先力バー 25がその棟側に固定されている。

[0029] なお、図 12および図 13に示すように、軒先カバー 25の下部表面の形状は、 1段目の瓦 22の上部表面の形状に適応するような波形の形状となっている。つまり、このような波形の形状となった波状加工部 29 (図 12参照）が軒先カバー 25には形成されている。また、軒先カバー 25には、瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側差込部 42が差込まれる差込部 28が形成されている。そして、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置する場合には、図 11に示すように、この軒先カバー 25の差込部 28に瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側差込部 42を差込む (嵌合させる）。さらに、瓦一体型太陽電池モジュール 4の上部金属板 13の棟側に設けられた固定足部 26をビス 33によって野地板 30および屋根下地材 31に固定する。このビス 33は、屋根下地材 31上に設置された瓦桟 32を介して屋根下地材 31および野地板 30に打ち付けられる。このようにして、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に固定する。

[0030] そして、屋根に固定された瓦一体型太陽電池モジュール 4に隣接するように、他の瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に固定する。このとき、図 10に示すように隣接する 2つの瓦一体型太陽電池モジュール 4における左右方向のアンダーラップ部 19 およびオーバーラップ部 18が重なるように配置する。また、上記他の瓦一体型太陽電池モジュール 4について、上述した瓦一体型太陽電池モジュール 4と同様に、その軒側差込部 42を 1段目の瓦 22の棟側に設置された軒先カバー 25の差込部 28に挿入する。このとき、 2段目の瓦 22の軒側の端部の位置と、瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側の端部の位置とがー致するように、軒先カバー 25の差込部 28に対する瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側差込部 42の飲込み量 (差込深さ）を調節する。そして、上記他の瓦一体型太陽電池モジュールの棟側に位置する固定足部 26をビス 33によって瓦桟 32、屋根下地材 31および野地板 30へ打ち付けて固定する。このようにして、上記他の瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に固定する。

[0031] そして、このような工程を順次繰返すことにより、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の設置を行なうことができる。なお、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置していく際に、瓦一体型太陽電池モジュール 4同士を電気的に接続するため、それぞれの瓦一体型太陽電池モジュール 4力も外部に延びている配線材 2同士を接続する。

[0032] そして、 2段目につ、て所定数の瓦一体型太陽電池モジュール 4の設置が完了した後、さらに当該瓦一体型太陽電池モジュール 4に隣接して通常の瓦 22 (図 9参照）を配置する。なお、このとき瓦一体型太陽電池モジュール 4の端部と 1段目の瓦 22の端部とがずれているような場合には、既に述べたように端部をカ卩ェした瓦 23 (図 9参照）を用いてそのずれた部分の隙間を埋めることが好ましい。このようにして、 2段目の瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置する。

[0033] そして、図 11に示すように、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4についても、 2 段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置する場合と同様に設置していく。具体的には、まず所定数の瓦 22を 3段目に設置した後、当該瓦 22に隣接するように 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置する。このとき、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側に位置する軒側差込部 42を、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の上部金属板差込部 41に差込む (嵌合させる）。同時に、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の棟側における固定足部 26を、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の場合と同様にビス 33を用いて瓦桟 32、屋根下地材 31および野地板 30へと固定する。このとき、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の上部金属板差込部 41に対する、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側差込部 42の飲込み量 (差込深さ）を、 3段目に設置された通常の瓦 22の軒側の端部の位置と 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側の端部の位置とがー致するように調整する。この結果、 2段目において瓦 22の利き足幅 L (図 14参照）と瓦一体型太陽電池モジュール 4の利き足幅とを実質的に同一にすることができる。そして、この状態で、ビス 33を用いて瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に固定する。

[0034] そして、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置する場合と同様に、隣接する瓦一体型太陽電池モジュール 4の左右方向におけるアンダーラップ部 19およびォ一バーラップ部 18が互いに重なるように、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を順次屋根に設置固定していく。以下、 3段目の予定枚数の瓦一体型太陽電池モジュール 4の設置が終了するまで、同様の作業を繰返す。

[0035] そして、 3段目につ、て所定数の瓦一体型太陽電池モジュール 4の設置が完了した後、必要であれば、さらに当該瓦一体型太陽電池モジュール 4に隣接して通常の瓦 22 (図 9参照）を配置する。なお、このとき瓦一体型太陽電池モジュール 4の端部と 1段目の瓦 22の端部とがずれて、るような場合には、既に述べたように端部を力卩ェした瓦 23 (図 9参照）を用いてそのずれた部分の隙間を埋めることが好ましい。このようにして、 3段目の瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置する。

[0036] このように、 2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の上部金属板差込部 41と、 3 段目に位置する（2段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の棟方向に隣接する)他の瓦一体型太陽電池モジュール 4における軒側差込部 42との重なり長さである飲込み量 (差込深さ）を、瓦 22の効き足幅 L (図 14参照）に合うように調節することができる。このため、サイズの異なる様々な瓦 22に対して、本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4を容易に適用することができる。なお、瓦一体型太陽電池モジュール 4 を 4段目、 5段目とさらに配置する場合には、上述した 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の設置工程と同様の工程を実施する。

[0037] 次に、図 11に示したように 4段目の瓦 22を屋根に固定する。なお、図 11では、 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の棟側に通常の瓦 22が配置される場合を示している。つまり、図 11に示した 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4は最終段の瓦一体型太陽電池モジュールとなっている。この場合、最終段となる 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4を固定する際に、図 15に示す棟側カバー 27を固定足部 26 とともにビス 33により屋根に固定しておく。棟側カバー 27は、その上端部が 4段目に設置される通常の瓦 22の底面の形状に適合するような波型の形状となって、る。このため、図 11に示すように 4段目として通常の瓦 22を 3段目の瓦一体型太陽電池モジュール 4の棟側に部分的に重ねて配置する場合、この棟側カバー 27と瓦 22とが密着した状態となる。なお、 4段目の瓦 22は、 1段目の瓦 22と同様にその棟側がビス 33 を用いて屋根に固定される。このようにして、 4段目の瓦 22を屋根に固定する。そして、 5段目以降、瓦 22を屋根に通常の方法で固定する事により、瓦 22および瓦一体型太陽電池モジュール 4が設置された屋根を実現できる。

[0038] 次に、設置した瓦一体型太陽電池モジュール 4が局所的に破損した場合 (たとえば太陽電池発電体 3が破損した場合)の保守方法を説明する。具体的には、以下のような方法で破損した瓦一体型太陽電池モジュール 4につ、て破損した部品（太陽電池発電体 3)を交換することができる。

[0039] まず、太陽電池発電体 3を交換すべき瓦一体型太陽電池モジュール 4を確認する。そして、交換対象となった瓦一体型太陽電池モジュール 4について、その上部金属板 13 (図 2参照）に設置された軒側金属板 12 (図 2参照）を、当該軒側金属板 12を固定しているビスを外すことにより上部金属板 13から取外す。この結果、瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側にお!、て、太陽電池発電体 3を瓦一体型太陽電池モジユール 4の内部から取出すための開口部（軒側金属板 12を取外すことにより現れる開口部）が形成される。この開口部から、上部金属板 13と下部金属板 11 (図 2参照）との間に配置されていた太陽電池発電体 3を抜き出す。そして、当該取出した太陽電池発電体 3に接続されて、る配線材 2と、隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュールの配線材 2との接続部分の接続を解除する。このようにして、太陽電池発電体 3を瓦一体型太陽電池モジュール 4から取外すことができる。

[0040] 次に、新、太陽電池発電体 3の配線材を、上述した隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュール 4の配線材 2と接続する。さらに、この新しい太陽電池発電体 3を上述した開口部から下部金属板 11および上部金属板 13からなる外装部材の内部の所定位置に挿入 '配置する。そして、先ほど取外した軒側金属板 12を上部金属板 1 3へとビスで再び固定する。このようにして、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根から取外すことなぐ太陽電池発電体 3を交換することができる。

[0041] 図 16を参照して、本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 1の第 1の変形例を説明する。なお、図 16は図 12に対応する。

[0042] 図 16に示した瓦一体型太陽電池モジュール 4は、基本的には図 1〜図 15に示した瓦一体型太陽電池モジュールと同様であるが、屋根に当該瓦一体型太陽電池モジユール 4を施工する際に用いる軒先カバー 25の構造が異なる。具体的には、図 16に示した瓦一体型太陽電池モジュール 4に用いられる軒先カバー 25には、その差込部 28に緩衝材 35が設置されている。このような緩衝材 35は、止水と衝撃の緩衝との 2 つの機能を有する。この結果、瓦一体型太陽電池モジュール 4の施工性を向上させるとともに、防水性能を向上させることができる。

[0043] 図 17を参照して、本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4の実施の形態 1の第 2の変形例を説明する。なお、図 17は図 15に対応する。

[0044] 図 17に示した瓦一体型太陽電池モジュール 4は、基本的には図 1〜図 15に示した瓦一体型太陽電池モジュール 4と同様の構造を備えるが、屋根に施工する際に用いる棟側カバー 27の構造が異なる。すなわち、図 17に示した棟側カバー 27には、止水と緩衝との機能を有する緩衝材 36が設置されている。このようにしても、瓦一体型太陽電池モジュール 4の施工性を向上させることができるとともに、防水能力を向上させることができる。なお、上述した緩衝材 35、 36の材料としては、たとえばブチル付き発泡 EPDM (エチレン'プロピレン ·ジェン 'メチレンレンケージ榭脂）などを用いることができる。

[0045] また、上述した瓦一体型太陽電池モジュール 4においては、太陽電池発電体 3は太陽電池セル 1 (図 3参照）の形状に合わせた形状となっているが、太陽電池発電体 3における太陽電池モジュール効率の低下がある程度了承されるような場合には、太陽電池セル 1の形状に適合しな!、ような太陽電池発電体 3の形状を用いてもよ、（すなわち、太陽電池発電体 3の形状に合わせて、太陽電池セル 1の基板を加工してもよい)。

[0046] また、上述した実施の形態では、上部金属板 13、下部金属板 11および軒側金属板 12を含む外装部材を有する瓦一体型太陽電池モジュール 4を示した。しかし、上部金属板 13と下部金属板 11とを一体成形した外装部材を用いて瓦一体型太陽電池モジュール 4を構成してもよ!/、。

[0047] (実施の形態 2)

図 18を参照して本発明による瓦一体型太陽電池モジュール 4の実施の形態 2を説明する。

[0048] 図 18に示した上部金属板 13を用いた瓦一体型太陽電池モジュールは、基本的には本発明による瓦一体型太陽電池モジュールの実施の形態 1と同様の構造を備える力上部金属板 13の表面に、文字や所定のマーク、模様などを表示した意匠形成部 45が配置されている点が異なる。この意匠形成部 45は、たとえば塗料の塗布、めつき法、あるいは榭脂などのシールを貼付すると、つた方法で形成することができる。このようにすれば、瓦一体型太陽電池モジュール 4の意匠性をより向上させることができる。

[0049] また、上部金属板 13の色 (着色層 17 (図 8参照) )をさまざまな任意の色に変更してもよ、し、太陽電池発電体 3 (図 1参照）を構成する太陽電池セルの色と近似した色に着色層 17の色を設定してもよ、。

[0050] また、上述した瓦一体型太陽電池モジュール 4においては、軒側金属板 12を取外すことにより太陽電池発電体 3を交換する交換作業を行なうことができるが、この太陽電池発電体 3の交換方法としては他の方法を用いてもよい。たとえば、瓦一体型太陽電池モジュール 4から上部金属板 13を容易に取外し可能に構成しておき、この上部金属板 13を瓦一体型太陽電池モジュール 4から (すなわち下部金属板 11から)取外すことにより、太陽電池発電体 3を交換するようにしてもょ、。

[0051] 上述した本発明に従った瓦一体型太陽電池モジュールの特徴的な構成を要約すれば、瓦一体型太陽電池モジュール 4は、太陽電池発電体 3と、太陽電池発電体 3 を内部に収容し、一方外装板としての上部金属板 13と他方外装板としての下部金属板 11とを含む外装部材とを備えた瓦一体型太陽電池モジュール 4である。上部金属板 13には、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置したときに軒方向に開口する凹部（上部金属板差込部 41と上部金属板 13の表面とにより形成される凹部）、軒方向に対して交差する方向にぉ、て隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュール 4と接続するための接続用嵌合部 (オーバーラップ部 18およびアンダーラップ部 19)とが形成されている。下部金属板 11には、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置したときに棟方向に延びる差込部としての軒側差込部 42が形成されている。

[0052] また、異なる観点力すれば、この発明に従った瓦一体型太陽電池モジュール 4は、太陽電池発電体 3と、太陽電池発電体 3を内部に収容する外装部材 (下部金属板 11、上部金属板 13および軒側金属板 12からなる外装部材)とを備える瓦一体型太陽電池モジュール 4であって、外装部材は、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置したときに、軒方向に開口する凹部（上部金属板差込部 41と上部金属板 13 の表面とにより形成される凹部）と、その凹部が位置する側と反対側に位置し、棟側に延びる差込部（軒側差込部 42)とが形成されて、る。

[0053] このようにすれば、屋根に瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置したときの棟方向力も軒方向に沿った方向（流れ方向）に、複数の瓦一体型太陽電池モジュール 4を部分的に重なるように設置する場合、 1つの瓦一体型太陽電池モジュール 4の凹部（上部金属板差込部 41と上部金属板 13の表面とにより形成される凹部）に、棟側に隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュール 4の差込部（軒側差込部 42)を挿入することで、 1つの瓦一体型太陽電池モジュール 4と隣接する他の瓦一体型太陽電池モジユール 4とを接続できる。また、このとき、凹部（上部金属板差込部 41と上部金属板 1 3の表面とにより形成される凹部）に対する差込部 (軒側差込部 42)の差込量（隣接する瓦一体型太陽電池モジュール 4の重なり幅）を調整することにより、流れ方向での瓦 22の露出部分の長さ（瓦の利き足幅 L (図 14参照））に適合するように、瓦一体型太陽電池モジュール 4の露出部分の流れ方向における長さを変更できる。この結果、利き足幅 Lの異なる多種の瓦 22に対して、本発明による瓦一体型太陽電池モジユール 4を用いることができる。なお、上部金属板差込部 41および軒側差込部 42の流れ方向における長さは、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置した際に十分な強度が維持でき、かつ、太陽電池発電体 3への日照の妨げにならない範囲で、利き足幅 Lにつ、てできるだけ対応可能な数値範囲を広げるように設定されて!、る。

[0054] 上記瓦一体型太陽電池モジュールにお!/、て、外装部材（下部金属板 11、上部金属板 13および軒側金属板 12からなる外装部材）は金属製である。この場合、瓦一体型太陽電池モジュール 4の耐火性を向上させることができるので、当該瓦一体型太陽電池モジュール 4を防火材として利用することができる。

[0055] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、一方外装板としての上部金属板 13 は、他方外装部材としての下部金属板 11の端部を把持するように屈曲することにより、上部金属板 13と下部金属板 11とを接続する突起部としての折り曲げ部 16a〜16f (図 7参照）を含んでいる。

[0056] この場合、上部金属板 13の折り曲げ部 16a〜16fを屈曲させることで上部金属板 1 3と下部金属板 11とを容易に結合することができる。このため、上部金属板 13と下部金属板 11とを、ねじや接着剤などを用いて結合する場合より、瓦一体型太陽電池モジュール 4の製造工程を簡略ィ匕できる。

[0057] また、接着剤などを用いずに上部金属板 13と下部金属板 11とを結合するので、瓦一体型太陽電池モジュール 4をリサイクルするときに、当該接着剤を溶解して除去するといった工程が不要になる。このため、瓦一体型太陽電池モジュール 4のリサイクルを容易に行なうことができる。

[0058] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、上記折り曲げ部 16c〜16fは、上部金属板 13の軒方向に対して交差する方向側（つまり、オーバーラップ部 18およびアンダーラップ部 19が形成された左右方向側）に形成されて!、る。

[0059] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、他方外装板としての下部金属板 11 は、太陽電池発電体 3を支持するための凸部 15a、 15b (図 8参照）を有している。

[0060] この場合、太陽電池発電体 3を下部金属板 11上に設置するときに、当該凸部 15a 、 15b上に太陽電池発電体 3の表面の一部 (端部）を接触させるように太陽電池発電体 3を配置すれば、太陽電池発電体 3のその他の部分（中央部）が下部金属板 11に直接接触することを避けることができる。このため、瓦一体型太陽電池モジュール 4の生産工程や施工工程において、太陽電池発電体 3の表面の中央部などに、下部金属板 11と接触することによる傷が発生する確率を低減できる。

[0061] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4は、太陽電池発電体 3と外装部材を構成する下部金属板 11との間に配置される発電体用緩衝部材としての緩衝材 20 (図 8参照）をさらに備えている。この場合、緩衝材 20が存在することにより、太陽電池発電体 3の中央部と外装部材を構成する下部金属板 11とが接触する可能性をより低減できる。したがって、太陽電池発電体 3の表面にぉ、て傷が発生する確率をより低減できる。なお、外装部材を構成する上部金属板 13と太陽電池発電体 3との間に発電体用緩衝部材としての緩衝材を配置してもよ、。

[0062] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、太陽電池発電体 3は太陽電池セル 1 (図 3参照）を含んでいてもよぐ太陽電池発電体 3の外形寸法は太陽電池セル 1の外形寸法を基準として決定されている。この場合、太陽電池セル 1を瓦一体型太陽電池モジュール 4の寸法にあわせて切断するといつたことはせず、太陽電池セル 1の外形寸法を基準として太陽電池発電体 3の寸法が決定されることになる。つまり、サイズの異なる瓦一体型太陽電池モジュール 4に対して、共通部品として太陽電池発電体 3を利用できる。

[0063] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4は、当該瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置した状態にぉ、て、瓦一体型太陽電池モジュール 4と瓦一体型太陽電池モジュール 4の軒側に隣接して位置する瓦 22との間の間隙を埋めるための軒先カバ一部材としての軒先カバー 25 (図 12参照）と、瓦一体型太陽電池モジュール 4と瓦一体型太陽電池モジュール 4の棟側に位置する瓦 22との間の間隙を埋めるための棟側カバー部材としての棟側カバー 27 (図 15参照）との少なくともいずれか一方をさらに備えている。軒先カバー 25および棟側カバー 27は、瓦 22の表面形状に沿った表面形状を有する部分 (軒先カバー 25の波状加工部 29または棟側カバー 27の上端部）を含んでいる。

[0064] この場合、瓦一体型太陽電池モジュール 4と隣接する瓦 22との間の隙間を軒先力バー 25または棟側カバー 27により埋めることになるので、瓦一体型太陽電池モジュール 4と瓦 22との間に隙間が存在することにより屋根の美観が損なわれることを防止できる。さらに、このような軒先カバー 25または棟側カバー 27を用いることにより、瓦一体型太陽電池モジュール 4を設置した屋根の防水性能を良好に維持できる。

[0065] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、軒先カバー 25または棟側カバー 2 7の少なくともいずれか一方には、防水機能を有する緩衝部材 (軒先カバー 25に設置された緩衝材 35 (図 16参照）または棟側カバー 27に設置された緩衝材 36 (図 17 参照））が設置されていてもよい。この場合、瓦一体型太陽電池モジュール 4の防水性能を向上させることができるとともに、当該瓦一体型太陽電池モジュール 4の施工性を向上させることができる。

[0066] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4にお、て、外装部材 (たとえば外装部材を構成する上部金属板 13)の表面には着色層 17 (図 8参照）が形成されている。この場合、瓦一体型太陽電池モジュール 4が適用される屋根における他の瓦 22の色と適合するような色の着色層 17を形成することで、瓦一体型太陽電池モジュール 4が設置された屋根の美観が当該瓦一体型太陽電池モジュール 4により損なわれる可能性を低減できる。

[0067] 上記瓦一体型太陽電池モジュール 4において、上部金属板 13と下部金属板 11とを組合せたときに、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置したときの軒側において太陽電池発電体 3を取出すことが可能な開口部が形成されるように、上部金属板 13と下部金属板 11との形状は決定されている。つまり、上部金属板 13では、軒側にお、て太陽電池発電体 3の取出しを妨げるような凸部ゃ側壁は形成されて、ない。また、同様に下部金属板 11においても、軒側においては太陽電体発電体 3の取出しを妨げるような凸部ゃ側壁は形成されていない。外装部材は、上記開口部を塞ぐとともに、外装部材を構成する上部金属板 13および下部金属板 11に対して着脱可能に設置される軒側外装板としての軒側金属板 12 (図 1参照）をさらに含んでいる

[0068] この場合、瓦一体型太陽電池モジュール 4を屋根に設置したまま、太陽電池発電体 3のみを簡単に交換できる。このため、瓦一体型太陽電池モジュール 4の保守作業を簡略化できる。

[0069] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

産業上の利用可能性

[0070] この発明に係る瓦一体型太陽電池モジュールは、多種のサイズの瓦に対応して施ェすることが可能であり、さまざまなサイズの瓦に対して同じ瓦一体型太陽電池モジユールを利用することにより低コストな太陽電池システムを構成するのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 太陽電池発電体 (3)と、前記太陽電池発電体 (3)を内部に収容し、一方外装板（1

3)と他方外装板（11)とを含む外装部材とを備えた瓦一体型太陽電池モジュール (4 )であって、

前記一方外装板（13)には、瓦一体型太陽電池モジュール (4)を屋根に設置したときに軒方向に開口する凹部と、前記軒方向に対して交差する方向において隣接する他の瓦一体型太陽電池モジュール (4)と接続するための接続用嵌合部（18、 19)とが形成され、

前記他方外装板（11)には、瓦一体型太陽電池モジュール (4)を屋根に設置したときに棟方向に延びる差込部 (42)が形成されている、瓦一体型太陽電池モジュール（

4)。

[2] 前記一方外装板（ 13)は、前記他方外装部材（11)の端部を把持するように屈曲することにより、前記一方外装板（13)と前記他方外装板（11)とを接続する突起部（ 16 a〜16f)を含む、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール (4)。

[3] 前記他方外装板（11)は、前記太陽電池発電体 (3)を支持するための凸部（15a、 15b)を有する、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール (4)。

[4] 前記太陽電池発電体 (3)と前記外装部材との間に配置される発電体用緩衝部材（ 20)をさらに備える、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール (4)。

[5] 前記太陽電池発電体 (3)は太陽電池セル（1)を含み、

前記太陽電池発電体 (3)の外形寸法は前記太陽電池セル (1)の外形寸法を基準として決定されている、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール（1

) o

[6] 前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)を屋根に設置した状態にお!、て、前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)と前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)の軒側に隣接して位置する瓦（22)との間の間隙を埋めるための軒先カバー部材（25)と、前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)と前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)の棟側に位置する瓦（22)との間の間隙を埋めるための棟側カバー部材 (27)との少なくともいずれか一方をさらに備え、前記軒先カバー部材（25)および前記棟側カバー部材 (27)は、前記瓦（22)の表面形状に沿った表面形状を有する部分 (29)を含む、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール。

[7] 前記軒先カバー部材（25)または前記棟側カバー部材（27)の少なくとも、ずれか一方には、防水機能を有する緩衝部材（35、 36)が設置されている、請求の範囲第 6 項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール。

[8] 前記外装部材の表面には着色層（17)が形成されている、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール。

[9] 前記一方外装板 (13)と前記他方外装板 (11)とを組合せたときに、前記瓦一体型太陽電池モジュール (4)を屋根に設置したときの前記軒側にお!ヽて前記太陽電池発電体 (3)を取出すことが可能な開口部が形成されるように、前記一方外装板（ 13) と前記他方外装板（11)との形状は決定され、

前記外装部材は、前記開口部を塞ぐとともに、前記一方外装板（13)および前記他方外装板（11)に対して着脱可能に設置される軒側外装板（12)をさらに含む、請求の範囲第 1項に記載の瓦一体型太陽電池モジュール。